Criação em laboratório

Como o ferro em meteoritos pode ter contribuído para a origem da vida

Uma coisa é certa: a vida na Terra surgiu muito cedo na história do planeta Terra. Existem poucas respostas concretas para as questões de como e onde as primeiras moléculas orgânicas foram formadas. Uma teoria popular assume que o terreno fértil para a vida foram as fontes hidrotermais no fundo do mar. Os pesquisadores estão propondo um novo cenário plausível para a origem da vida na Terra: Meteoritos. O ferro que eles contêm pode ter desempenhado um papel decisivo na formação dos primeiros blocos de construção da vida.

Um pequeno fragmento do meteorito de ferro Campo del Cielo. O mesmo calor intenso que derreteu parcialmente o meteorito para produzir a superfície lisa visível aqui também teria evaporado e ablacionado o ferro, criando minúsculas partículas de tamanho nanométrico. Essas partículas poderiam ter agido como catalisadores para a produção dos blocos de construção da vida na Terra primitiva.

© O. Trapp

Pesquisadores do Instituto Max Planck de Astronomia e da Universidade Ludwig Maximilian de Munique usaram experimentos com meteoritos e cinzas vulcânicas para mostrar uma nova maneira pela qual as moléculas orgânicas poderiam ter se formado nas condições da Terra primitiva. O papel fundamental aqui é desempenhado por partículas de ferro de meteoritos e cinzas vulcânicas, que atuam como catalisadores. Catalisadores são substâncias cuja presença acelera reações químicas específicas, mas que não são consumidas no processo. Dessa forma, eles são semelhantes às ferramentas usadas na fabricação, por exemplo, para construir não apenas uma bicicleta, mas várias.

Nesse caso, é plausível que essas partículas de ferro possam ter contribuído para a formação das primeiras moléculas orgânicas da atmosfera primordial rica em dióxido de carbono, incluindo hidrocarbonetos, acetaldeído ou formaldeído. Essas substâncias, por sua vez, são blocos de construção para ácidos graxos, nucleobases (eles próprios os blocos de construção do DNA), açúcares e aminoácidos. Essas moléculas orgânicas são os blocos de construção de organismos mais complexos. Sua formação foi o primeiro passo inicial em uma sequência de eventos que trouxe vida à Terra. Demorou cerca de 2 bilhões de anos para as primeiras células (eucarióticas) se formarem.

A principal inspiração para a pesquisa veio, de todas as coisas, da química industrial. Sabe-se que o monóxido de carbono e o hidrogênio podem ser convertidos em hidrocarbonetos com a ajuda de catalisadores metálicos. O processo por trás disso é chamado de processo Fischer-Tropsch. Oliver Trapp, professor da Universidade Ludwig Maximilian de Munique e Max Planck Fellow do Instituto Max Planck de Astronomia, questionou se esse processo não poderia ter ocorrido também em uma Terra primitiva com uma atmosfera rica em dióxido de carbono: "Quando olhei para a composição química do meteorito de ferro Campo-del-Cielo, consistindo de ferro, níquel, um pouco de cobalto e pequenas quantidades de irídio, percebi imediatamente que este é um catalisador Fischer-Tropsch perfeito", explica Trapp. O próximo passo lógico foram experimentos para testar a versão cósmica de Fischer-Tropsch.

Dmitry Semenov, membro da equipe do Instituto Max Planck de Astronomia, trouxe cinzas vulcânicas para o jogo: "Quando Oliver me contou sobre sua ideia, meu primeiro pensamento foi que deveríamos também estudar as propriedades catalíticas das partículas de cinzas vulcânicas. Afinal, o A Terra primitiva deve ter sido geologicamente ativa." Deveria haver muitas partículas finas de cinzas na atmosfera e nas primeiras massas terrestres da Terra.

A aluna de doutorado de Trapp, Sophia Peters, realizou os experimentos necessários como parte de seu trabalho de doutorado. Para acesso a meteoritos e minerais, bem como experiência na análise de tais materiais, ela procurou o mineralogista Rupert Hochleitner, especialista em meteoritos no Mineralogische Staatssammlung em Munique. Para seus experimentos, eles usaram partículas de ferro de um meteorito de ferro, um meteorito rochoso contendo ferro ou cinzas vulcânicas do Monte Etna. As partículas de ferro foram então misturadas com vários minerais, pois supostamente estavam presentes na Terra primitiva. Esses minerais serviram como estrutura de suporte, uma vez que os catalisadores geralmente se acumulam como pequenas partículas em um substrato adequado.