A vida não pode começar num planeta a menos que haja certos elementos químicos suficientes. Os dois mais importantes são o fósforo e o nitrogênio. O fósforo ajuda a construir DNA e RNA, armazena e transmite informações genéticas e desempenha um papel fundamental na forma como as células gerenciam a energia. O nitrogênio é um importante bloco de construção das proteínas, que são essenciais para construir as células e ajudá-las a funcionar. Sem fósforo e nitrogênio suficientes, a vida não pode surgir de matéria inanimada.
Uma nova investigação liderada por Craig Walton, pós-doutorando no Centro para a Origem e Universalidade da Vida da ETH Zurique, e Maria Schoenbachler, professora da ETH Zurique, mostra que estes elementos já deviam estar presentes nas quantidades certas quando o núcleo do planeta se formou. “Durante a formação do núcleo de um planeta, é necessário que a quantidade certa de oxigénio esteja presente para que o fósforo e o azoto possam permanecer na superfície do planeta”, explica Walton, principal autor do estudo. Na Terra, isto parece ter acontecido há cerca de 4,6 mil milhões de anos, dando ao nosso planeta um ponto de partida químico invulgarmente feliz. Os resultados podem influenciar a forma como os cientistas procuram vida fora da Terra.
Como a formação do núcleo de um planeta afeta a habitabilidade
Os planetas começaram como corpos de rocha derretida. À medida que se formam, seus materiais se separam com base no peso. Metais pesados como o ferro afundaram para dentro e formaram o núcleo, enquanto os materiais mais leves permaneceram acima e eventualmente formaram o manto e depois a crosta.
Os níveis de oxigênio durante esta fase são críticos. Se houver muito pouco oxigênio quando o núcleo se forma, o fósforo pode combinar-se com metais pesados como o ferro e ser puxado para dentro do núcleo. Quando isso acontecer, o material não estará mais disponível em locais onde possa existir vida na Terra. Se houver muito oxigênio, o fósforo permanecerá no manto, mas o nitrogênio terá maior probabilidade de escapar para a atmosfera e desaparecer.
zona loira química
Walton e os seus co-autores descobriram, através de modelos extensivos, que o fósforo e o azoto podem ser retidos no manto em quantidades suficientes apenas dentro de uma gama muito estreita de condições moderadas de oxigénio. Eles a descrevem como uma zona química Cachinhos Dourados.
“Nossos modelos mostram claramente que a Terra está nessa faixa”, disse Walton. “Se tivesse havido um pouco mais ou um pouco menos de oxigênio durante a formação do núcleo, não teria havido fósforo ou nitrogênio suficiente para desenvolver a vida”.
A equipa também descobriu que outros planetas, incluindo Marte, se formaram sob condições de oxigénio fora desta zona habitável. Em Marte, isto significa que há mais fósforo, mas menos azoto no manto do que na Terra, criando condições difíceis para a vida tal como a conhecemos.
Novas maneiras de procurar vida fora da Terra
As descobertas podem mudar a forma como os cientistas pensam sobre a habitabilidade. Até agora, grande parte da atenção tem sido sobre se os planetas têm água. Walton e Schoenbachler acham que isso não é suficiente.
Um planeta pode ter água, mas ainda assim ser quimicamente inadequado para a vida. Se o núcleo fosse formado com níveis incorretos de oxigênio, a Terra talvez nunca fosse capaz de reter fósforo e nitrogênio suficientes onde a vida pudesse explorá-los.
Por que estrelas parecidas com o Sol podem ser mais importantes
Os astrônomos poderão estimar essas condições químicas estudando outros sistemas solares usando grandes telescópios. A quantidade de oxigênio disponível durante a formação do planeta depende da composição química da estrela hospedeira. Como os planetas são formados principalmente a partir dos mesmos materiais que as suas estrelas, a composição da estrela ajuda a moldar a química de todo o sistema planetário.
Isto significa que um sistema solar com uma composição química muito diferente da nossa pode não ser adequado para a procura de vida. “Isso torna a busca por vida em outros planetas mais específica. Deveríamos procurar sistemas solares com estrelas semelhantes ao nosso Sol”, disse Walton.
