Per scoprire come ha avuto origine la vita sulla Terra, gli scienziati cercano di comprendere le condizioni che hanno consentito la formazione delle prime molecole essenziali.
Una delle ipotesi principali è che il metanolo (CH3OH), composto noto sia per i rischi che comporta che per le sue potenzialità, possa essere stato un'importante fonte di carbonio per gli aminoacidi delle prime forme di vita.
Cosa leggerai qui:
- Il metanolo viene individuato come possibile fonte di carbonio per la formazione delle prime molecole essenziali alla vita sulla Terra;
- I solfuri di ferro (FeS) presenti nelle sorgenti idrotermali potrebbero aver catalizzato la conversione dell'anidride carbonica (CO₂) in metanolo;
- Uno studio recente ha dimostrato che il drogaggio del FeS con manganese ha aumentato di cinque volte la produzione di metanolo in condizioni simulate;
- Il vapore acqueo e la luce ultravioletta influenzano la reazione, rallentando o accelerando il processo a seconda della temperatura e dell'esposizione.;
- Le antiche sorgenti termali terrestri, anche in condizioni estreme, potrebbero essere state ambienti favorevoli per la formazione di metanolo, favorendo infine l’emergere della vita.
Attualmente, gli enzimi nelle cellule viventi convertono l’anidride carbonica (CO2) in molecole utili per gli organismi. Tuttavia, per spiegare l’origine del carbonio nelle prime forme di vita è necessario considerare alternative non biologiche.
Sorgente termale nel terreno circondata da strati colorati di batteri: qualcosa che era molto comune sulla Terra primordiale e che potrebbe aver dato origine alla vita sul pianeta. Credito: Kris Wiktor – Shutterstock
Solfuri di ferro: spinta per la vita sulla Terra
Una possibilità riguarda i solfuri di ferro (FeS), che possono catalizzare reazioni che convertono la CO2 in metanolo e altre molecole semplici. Questo processo sarebbe avvenuto in condizioni simili a quelle trovate nelle sorgenti idrotermali di acque profonde, dove il FeS avrebbe potuto svolgere un ruolo chiave.
Precedenti ricerche hanno confermato che il solfuro di ferro ha questo potenziale, soprattutto nelle condizioni ambientali delle sorgenti idrotermali sottomarine. Ma anche altre sorgenti termali, come quelle che esistevano sulla terra, sono considerate possibili luoghi di origine della vita, soprattutto dopo le scoperte legate a Marte, che mostrano prove simili.
Scenario proposto per sorgenti termali terrestri. I minerali FeS depositati ai bordi delle sorgenti termali catalizzano la riduzione di CO2 guidata dal gas H2 rilasciato da processi geochimici come la serpentinizzazione. L'irradiazione della luce solare promuove l'attività catalitica del FeS. Crediti: Nan, J., Luo, S., Tran, QP et al.
Uno studio pubblicato questo giovedì (28) sulla rivista Comunicazioni sulla natura hanno studiato l'azione del FeS nelle sorgenti termali terrestri. Gli scienziati guidati dal geologo Jingbo Nan dell'Accademia cinese delle scienze hanno replicato le condizioni delle sorgenti idrotermali utilizzando nanoparticelle di solfuro di ferro puro e solfuro di ferro con impurità di manganese, nichel, titanio e cobalto, elementi che sarebbero presenti nelle antiche sorgenti termali.
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Le sorgenti termali terrestri erano comuni nelle prime fasi del pianeta
Gli esperimenti, condotti a temperature comprese tra 80 e 120°C, hanno dimostrato che il FeS catalizzava la riduzione dell'anidride carbonica, utilizzando l'idrogeno molecolare, che sarebbe stato abbondante sulla Terra primordiale. Il drogaggio del solfuro di ferro con il manganese ha aumentato la produzione di metanolo di cinque volte, mentre altre impurità metalliche hanno danneggiato il processo.
È interessante notare che il vapore acqueo ha avuto un doppio effetto: ha rallentato la produzione di metanolo al di sotto dei 100°C, ma ha accelerato il processo al di sopra di quella temperatura. Anche l’esposizione alla luce ultravioletta ha avuto un impatto variabile, arrestando la produzione di metanolo in condizioni avverse ma favorendo la reazione in scenari ideali.
Questi risultati indicano che le prime sorgenti termali della Terra non erano ideali per l’emergere della vita. Tuttavia, nelle giuste condizioni, potrebbe formarsi metanolo, fondamentale per la costruzione delle molecole iniziali. Secondo lo studio, queste sorgenti termali, anche in condizioni estreme, non erano così rare e avrebbero potuto essere comuni nell’infanzia del nostro pianeta.
Le sorgenti termali post-terrestri potrebbero essere il nido delle prime forme di vita apparse per la prima volta su Olhar Digital.