Formación de aminoácidos y ácidos carboxílicos en atmósferas planetarias débilmente reductoras por partículas energéticas solares del sol joven

La vida probablemente comenzó durante el Eón Hadeano; sin embargo, las condiciones ambientales que contribuyeron a la complejidad de su química son poco conocidas.

Se requiere una mejor comprensión de varias condiciones ambientales, incluidas las globales (heliosféricas) y locales (atmosféricas, superficiales y oceánicas), junto con las condiciones dinámicas internas de la Tierra primitiva, para comprender el inicio de la abiogénesis. Aquí, examinamos las contribuciones de los rayos cósmicos galácticos (GCR) y las partículas energéticas solares (SEP) asociadas con las superllamaradas del Sol joven a la formación de aminoácidos y ácidos carboxílicos en mezclas de gases débilmente reducidas que representan la atmósfera de la Tierra primitiva. También comparamos los productos con los introducidos por los rayos y la luz solar ultravioleta (UV).

En una serie de experimentos de laboratorio, detectamos y caracterizamos la formación de aminoácidos y ácidos carboxílicos a través de la irradiación de protones de una mezcla de dióxido de carbono, metano, nitrógeno y agua en varias proporciones de mezcla. Estos experimentos muestran la detección de aminoácidos después de la hidrólisis ácida cuando se introdujo 0,5% (v/v) de metano inicial en la mezcla de gases. En el conjunto de experimentos con descargas de chispas (simulación de relámpagos) realizados para la misma mezcla de gases, encontramos que se requería al menos un 15 % de metano para detectar la formación de aminoácidos, y no se detectaron aminoácidos en los experimentos mediante radiación UV. , incluso cuando se utilizó un 50% de metano. Los ácidos carboxílicos se formaron en mezclas de gases no reductores (0% de metano) por irradiación de protones y descargas de chispas.

Por lo tanto, sugerimos que los eventos GCR y SEP del Sol joven representan las fuentes de energía más efectivas para la formación prebiótica de compuestos orgánicos biológicamente importantes a partir de atmósferas débilmente reductoras. Dado que se esperaba que el flujo de energía del clima espacial, que generó frecuentes SEP del joven Sol en los primeros 600 millones de años después del nacimiento del sistema solar, fuera mucho mayor que el de los GCR, concluimos que los protones energéticos impulsados ​​por SEP son las fuentes de energía más prometedoras para la producción prebiótica de compuestos bioorgánicos en la atmósfera de la Tierra Hadeana.

Kensei Kobayashi, Jun-ichi Ise, Ryohei Aoki, Miei Kinoshita, Koki Naito, Takumi Udo, Bhagawati Kunwar, Jun-ichi Takahashi, Hiromi Shibata, Hajime Mita, Hitoshi Fukuda, Yoshiyuki Oguri, Kimitaka Kawamura, Yoko Kebukawa y Vladimir S. AirapetianLife 2023, 13(5), 1103 DOI: 10.3390/vida13051103https://www.mdpi.com/2075-1729/13/5/1103 (acceso abierto)Astrobiología, Astroquímica

Cofundador de SpaceRef, Explorers Club Fellow, ex-NASA, Away Teams, Periodista, Space & Astrobiology, Escalador retirado.