Sigue en el aire la incógnita sobre cómo fue que en un planeta remoto del cosmos de pronto surgió la chispa adecuada para generar vida. No sabemos a día de hoy si la Tierra es la única con vida en el vasto Universo, pero resulta intrigante pensar que nuestro planeta sirvió de laboratorio químico y finalmente transicionó hacia un entorno biológico. Con anterioridad se pensó que si bien los elementos químicos presentes en una Tierra primitiva fueron los adecuados, debió existir un chispazo energético que detonara el proceso biológico; se pensó en la energía de un trillón de rayos como origen de la vida, pero ahora los astrobiólogos de la NASA creen que tal chispazo pudo haber provenido de un enardecido Sol.
Proteínas, los eslabones de la vida
Para comprender los orígenes de la vida, los científicos intentan rastrear el surgimiento de los aminoácidos. Estos últimos son la materia prima a partir de los cuales se forman las proteínas y toda la vida celular conocida. La propuesta más reconocida se publicó a finales de siglo XIX, cuando se especuló que la vida podría haber comenzado en un ‘pequeño estanque cálido’, refiriéndose a una sopa de productos químicos que luego fue energizada por rayos, calor y otras fuentes de energía, para finalmente formar moléculas orgánicas.
Stanley Miller de la Universidad de Chicago, intentó recrear tales condiciones en el laboratorio en el año de 1953. Miller llenó una cámara hermética con metano, amoníaco, agua e hidrógeno molecular, gases que se pensaba formaban parte de una atmósfera terrestre muy primitiva. Uso una chispa eléctrica para recrear la energía de una rayo y una semana después, tanto Miller como su asesor Harold Urey, analizaron el contenido de la cámara, resultó que más de 20 aminoácidos diferentes de pronto se habían formado dentro del laboratorio.
“Esa fue una gran revelación”, dice Vladimir Airapetian, astrofísico estelar del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA y coautor de un nuevo artículo. “A partir de los componentes básicos de la atmósfera de la Tierra primitiva, puedes sintetizar estas moléculas orgánicas complejas”.
Sin embargo, desde los descubrimientos de Miller y Urey, la ciencia ha avanzado mucho y ahora se sabe que la atmósfera estaba configurada de forma distinta. Los científicos ahora creen que tanto el amoníaco (NH3) como el metano (CH4), eran mucho menos abundantes; en cambio, la atmósfera de la Tierra estaba llena de dióxido de carbono (CO2) y nitrógeno molecular (N2). Esto último resulta un problema, ya que una reacción química con tal configuración, requiere mucha más energía que la de los rayos para descomponerse y producir aminoácidos.
La energía de un Sol enardecido
Buscando fuentes altamente energéticas para explicar el chispazo de la vida en la Tierra, algunos científicos han señalado las ondas de choque de meteoritos, radiación ultravioleta solar y algunas otras. Pero Vladimir Airapetian cree que la respuesta podría ser un poco más violenta que las anteriores.
Usando datos de la misión Kepler de la NASA, Airapetian teorizó una nueva idea: partículas energéticas expulsadas dramáticamente desde la estrella anfitriona del Sistema Solar. Según la investigación, durante los primeros 100 millones de años de la Tierra el Sol era un 30 % más oscuro. Durante este periodo, las “superllamaradas” solares -poderosas erupciones que solo vemos una vez cada 100 años en la actualidad-, habrían estallado una vez cada 3 a 10 días. Este tipo de explosiones serían sumamente violentas y lanzarían partículas a una velocidad cercana a la de la luz que colisionarían regularmente con nuestra atmósfera, iniciando reacciones químicas.
Para comprobar su hipótesis, Airapetian y su equipo crearon una mezcla de gases similares a los que se cree que existieron en la atmósfera primitiva: dióxido de carbono, nitrógeno molecular, agua y una cantidad variable de metano. No se sabe con certeza cuánto metano pudo haber estado presente pero se cree que eran cantidades muy bajas.
Luego energizaron la mezcla con protones, que representaban las partículas solares, y descargas de chispas, para emular los rayos. Descubrieron que siempre que la proporción de metano fuera superior al 0.5%, las mezclas disparadas por protones (partículas solares) producían cantidades detectables de aminoácidos y ácidos carboxílicos. Pero las descargas de chispas (rayos) requerían alrededor de un 15% de concentración de metano antes de que se formaran los aminoácidos.
Con esto concluyeron que es probable que las superllamaradas solares pudieron haber inyectado el combustible suficiente para que el planeta pasara de un lugar inhóspito lleno de elementos químicos, a uno donde la función metabólica celular fue posible.
Referencias: Airapetian V. Formation of Amino Acids and Carboxylic Acids in Weakly Reducing Planetary Atmospheres by Solar Energetic Particles from the Young Sun. Life, DOI
