Una investigación reciente aporta una nueva e intrigante perspectiva sobre el alcance del posible papel que el polvo cósmico tuvo en la preparación del escenario que condujo a la aparición de vida en nuestro mundo.
Antes de que existiera la vida en la Tierra, tuvo que haber un escenario químico adecuado para que se formaran moléculas orgánicas a partir de los elementos químicos nitrógeno, azufre, carbono y fósforo. Para que se iniciaran y mantuvieran las reacciones químicas correspondientes, estos elementos debían estar presentes en abundancia y reponerse constantemente. En la superficie de la Tierra, sin embargo, estos elementos eran y siguen siendo escasos.
De hecho, los componentes elementales de la vida eran tan escasos en la superficie que las reacciones químicas habrían dejado de producirse muy pronto o incluso no habrían llegado nunca a ponerse en marcha. Los procesos geológicos, como la erosión y la meteorización de las rocas, tampoco podían garantizar un suministro suficiente, ya que la corteza terrestre contenía cantidades muy pequeñas de estos elementos. Sin embargo, en los primeros 500 millones de años de la historia de la Tierra, se desarrolló una química prebiótica que produjo moléculas orgánicas como el ARN, el ADN, los ácidos grasos y las proteínas, en las que se basa toda la vida.
La pregunta es obvia. Si el azufre, el fósforo, el nitrógeno y el carbono no estaban disponibles sobre la superficie de la Tierra en las cantidades necesarias, ¿la porción restante llegó del espacio?
El equipo del geólogo Craig R. Walton, del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich (ETH), está convencido de que estos elementos químicos llegaron a la superficie de la Tierra mayormente en forma de polvo cósmico.
Este polvo se crea en el espacio, por ejemplo cuando los asteroides chocan entre sí. Incluso hoy en día, cada año caen a la Tierra unas 30.000 toneladas de polvo procedente del espacio. Sin embargo, en la infancia de la Tierra, el polvo llovía en cantidades mucho mayores, del orden de millones de toneladas al año. Además, las partículas de ese polvo contienen mucho nitrógeno, carbono, azufre y fósforo. Por tanto, el polvo cósmico tuvo la capacidad de poner en marcha una cascada de reacciones químicas capaz de conducir la evolución química hacia el surgimiento de la vida.
Fragmentación de asteroide, con gran producción de polvo. Parte de ese polvo puede entonces acabar cayendo a la Tierra. (Imagen: NASA JPL / Caltech)
Un cabo suelto, el de cómo se logró una concentración suficiente de polvo cósmico en puntos críticos de la superficie terrestre, puede resolverse si se tiene en cuenta para dicho escenario la actividad de transporte ejercida por el viento, la lluvia o los ríos, que recogen el polvo cósmico en un área extensa y lo depositan de forma concentrada en determinados lugares.
Para averiguar si el polvo cósmico podría ser la fuente que puso en marcha la química prebiótica, Walton desarrolló un modelo digital junto con colegas de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido.
Con el modelo, los investigadores simularon cuánto polvo cósmico cayó a la Tierra en los primeros 500 millones de años de la historia de nuestro planeta y dónde podría haberse acumulado en la superficie terrestre.
El modelo se desarrolló en colaboración con expertos en sedimentación y con astrofísicos de la Universidad de Cambridge. Esos investigadores británicos están especializados en la simulación de sistemas planetarios y de asteroides.
Las simulaciones realizadas con el nuevo modelo muestran que pudo haber lugares en la Tierra primitiva con una concentración extremadamente alta de polvo cósmico. Y que los suministros se reponían constantemente desde el espacio. Sin embargo, las lluvias de polvo disminuyeron rápida y bruscamente tras la formación de la Tierra: después de 500 millones de años, el flujo de polvo era un orden de magnitud menor que en el año cero. Los investigadores atribuyen los picos ascendentes ocasionales a asteroides que se fragmentaron lo bastante cerca de la Tierra y enviaron una cola de polvo hacia nuestro mundo.
Durante mucho tiempo se ha venido creyendo que la Tierra estuvo cubierta por un océano de magma durante millones de años; esto habría impedido el transporte y la deposición de polvo cósmico durante mucho tiempo. Sin embargo, investigaciones más recientes han encontrado pruebas de que la superficie terrestre se enfrió y solidificó muy rápidamente y que se formaron grandes capas de hielo.
Según las simulaciones, estas capas de hielo podrían haber sido el mejor entorno para la acumulación de polvo cósmico. Los agujeros de fusión en la superficie de los glaciares habrían permitido la acumulación no solo de sedimentos, sino también de granos de polvo procedentes del espacio.
Con el tiempo, las partículas de polvo liberaron los citados elementos químicos esenciales para la química prebiótica. En cuanto su concentración en el agua glacial alcanzó un valor umbral crítico, comenzaron por sí solas las reacciones químicas que condujeron a la formación de las moléculas orgánicas que están en el origen de la vida.
El estudio se titula “Cosmic dust fertilization of glacial prebiotic chemistry on early Earth”. Y se ha publicado en la revista académica Nature Astronomy. (Fuente: NCYT de Amazings)