Sulfuros de hierro apoyan que la vida surgió en fuentes termales terrestres

Los sulfuros de hierro posiblemente intervinieron en la formación de vida en las fuentes termales terrestres de la Tierra primitiva, hace miles de millones de años.

Según un equipo internacional de científicos, los sulfuros pueden haber catalizado la reducción del dióxido de carbono gaseoso en moléculas orgánicas prebióticas a través de vías no enzimáticas.

Este trabajo, que apareció en Nature Communications, ofrece nuevos conocimientos sobre los ciclos de carbono tempranos de la Tierra y las reacciones químicas prebióticas, lo que subraya la importancia de los sulfuros de hierro para respaldar la hipótesis del origen de la vida en las fuentes termales terrestres, según un comunicado de la Academia de Ciencias de China, que lideró el trabajo.

Los sulfuros de hierro, abundantes en los sistemas hidrotermales de la Tierra primitiva, pueden haber facilitado reacciones químicas prebióticas esenciales, similares a la función de los cofactores en los sistemas metabólicos modernos.

Estudios previos sobre los sulfuros de hierro y el origen de la vida se han centrado principalmente en los respiraderos hidrotermales alcalinos de las profundidades marinas, que proporcionan condiciones favorables como altas temperaturas, presión, gradientes de pH e hidrógeno (H2) proveniente de la serpentinización, factores que se cree que favorecen la fijación prebiótica del carbono. Sin embargo, algunos científicos han propuesto las fuentes termales terrestres como otro escenario plausible para el origen de la vida, debido a su rico contenido mineral, sus diversos componentes químicos y su abundante luz solar.

Para explorar el papel de los sulfuros de hierro en la fijación prebiótica del carbono terrestre, el equipo de investigación sintetizó una serie de sulfuros de hierro a escala nanométrica a partir de mackinawita, incluidos sulfuros de hierro puro y sulfuros de hierro dopados con elementos comunes de las fuentes termales, como el manganeso, el níquel, el titanio y el cobalto.

Sus experimentos demostraron que estos sulfuros de hierro podrían catalizar la reducción del CO2 impulsada por el H2 a temperaturas específicas (80-120 °C) y presión atmosférica. La cromatografía de gases se utilizó para cuantificar la producción de metanol.

El estudio descubrió que los sulfuros de hierro dopados con manganeso exhibieron una actividad catalítica notablemente alta a 120 °C. Esta actividad se mejoró aún más con la luz ultravioleta visible (300-720 nm) y la luz ultravioleta mejorada (200-600 nm), lo que sugiere que la luz solar podría desempeñar un papel en el impulso de esta reacción al facilitar los procesos químicos. Además, la introducción de vapor de agua impulsó la actividad catalítica, lo que respalda aún más la idea de que las fuentes termales terrestres cargadas de vapor pueden haber servido como sitios clave para la síntesis orgánica no enzimática en la Tierra primitiva.

Para investigar más a fondo el mecanismo detrás de la reducción de CO2 impulsada por H2, el equipo realizó análisis in situ utilizando espectroscopia de transformada de Fourier infrarroja de reflectancia difusa (DRIFTS). Los resultados indicaron que la reacción probablemente procede a través de la vía de desplazamiento inverso de agua-gas (RWGS), en la que el CO2 se reduce primero a monóxido de carbono (CO), que posteriormente se hidrogena para formar metanol.

Esta investigación subraya el potencial de los sulfuros de hierro para catalizar la fijación prebiótica del carbono en las fuentes termales terrestres de la Tierra primitiva, abriendo nuevas direcciones para explorar los orígenes de la vida y apoyando los esfuerzos para buscar vida extraterrestre, según la Academia China de Ciencias.