La vida comenzó con una atmósfera rica en materia orgánica

Una atmósfera rica en moléculas orgánicas que reaccionaron entre sí, muy diferente a la actual, fue el entorno en el que aparecieron los primeros signos de vida en la Tierra.

Así lo indica un nuevo modelo desarrollado por las universidades de Tohoku, Tokio y Hokkaido, que puede ser clave para desvelar los secretos de planetas distantes habitables.

"La Tierra antigua no se parecía en nada a nuestro hogar actual", explica Shungo Koyama, de la Universidad de Tohoku, "era un lugar mucho más hostil, rico en hierro metálico con una atmósfera que contenía hidrógeno y metano". Estas moléculas contienen una pista importante sobre cómo se formó la vida inicialmente.

Cuando se exponen a la radiación ultravioleta (UV) solar, experimentan una reacción química que produce compuestos orgánicos (también conocidos como los "bloques constructores de la vida"). Parte de estos compuestos orgánicos fueron precursores de biomoléculas esenciales, como aminoácidos y ácidos nucleicos.

Sin embargo, comprender el papel de la radiación UV es difícil. En primer lugar, este tipo de atmósfera es inestable y probablemente sufrió cambios rápidos debido a las reacciones químicas atmosféricas. En segundo lugar, no se ha determinado con precisión la proporción de ramificación ni la escala temporal en que la radiación ultravioleta descompone eficazmente el vapor de agua en la atmósfera y forma moléculas oxidativas.

Para abordar estas cuestiones, se creó un modelo fotoquímico unidimensional para realizar predicciones precisas sobre cómo era la atmósfera en la Tierra hace mucho tiempo.

El cálculo revela que la mayor parte del hidrógeno se perdió en el espacio y que los hidrocarburos como el acetileno (producido a partir del metano) protegieron la radiación ultravioleta. Esta inhibición de la radiación ultravioleta redujo significativamente la descomposición del vapor de agua y la posterior oxidación del metano, mejorando así la producción de compuestos orgánicos.

Si la cantidad inicial de metano era equivalente a la cantidad de carbono que se encuentra en la superficie de la Tierra actual, podrían haberse formado capas orgánicas de varios cientos de metros de espesor.

"Es posible que haya habido una acumulación de compuestos orgánicos que crearon lo que era como una sopa enriquecida de importantes bloques de construcción. Esa podría haber sido la fuente de la que surgieron los primeros seres vivos en la Tierra", propone en un comunicado Tatsuya Yoshida de la Universidad de Tohoku.

El modelo sugiere que la atmósfera de la Tierra antigua era sorprendentemente similar a la que vemos actualmente en los planetas vecinos Venus y Marte. Sin embargo, a pesar de su proximidad, la Tierra evolucionó hacia un entorno completamente diferente.

Los investigadores están tratando de comprender qué hace que la Tierra sea tan especial. Como tal, este modelo nos permite profundizar nuestra comprensión de si la evolución atmosférica y el origen de la vida en la Tierra son únicos o comparten patrones comunes con otros sistemas planetarios.