Um produto químico conhecido por ser perigoso para os humanos pode ter desempenhado um papel inesperado nos primeiros dias de vida na Terra. O cianeto de hidrogênio é altamente tóxico e congela em cristais em baixas temperaturas. Simulação computacional publicada em Centro Central de Ciências da Sociedade Química Americana mostraram que certas superfícies desses cristais são incomumente reativas, permitindo a ocorrência de processos químicos que normalmente não ocorreriam em condições tão frias. Os investigadores dizem que estas reações podem ter desencadeado uma cadeia de eventos que deu origem a vários dos blocos de construção fundamentais da vida.
“Talvez nunca saibamos exactamente como a vida começou, mas é possível compreender como alguns dos seus componentes se formaram. O cianeto de hidrogénio pode ser uma fonte desta complexidade química, e mostramos que pode reagir surpreendentemente rapidamente em locais frios,” disse Martin Rahm, autor correspondente do estudo.
Cianeto de hidrogênio na química extraterrestre e primitiva
O cianeto de hidrogênio não é incomum no universo. Foi detectado nas atmosferas de cometas, bem como em planetas e luas, como a lua de Saturno, Titã. Quando o cianeto de hidrogênio interage com a água, ele cria polímeros, aminoácidos e nucleobases (componentes de proteínas e cadeias de DNA, respectivamente). Para entender melhor a reatividade dessa molécula, Marco Capelletti, Hilda Sandström e Martin Rahm usaram modelagem computacional para estudar o cianeto de hidrogênio no estado congelado.
Nas suas simulações, a equipa modelou um cristal estável de cianeto de hidrogénio com a forma de um longo cilindro com cerca de 450 nanómetros de comprimento. A estrutura consiste em uma base arredondada e um topo com múltiplas superfícies planas semelhantes a uma pedra preciosa lapidada. Este projeto concorda bem com observações anteriores de estruturas cristalinas conhecidas como “teias de aranha”, que se espalham a partir de um ponto central onde as extremidades facetadas se encontram.
Reações químicas inesperadas em condições extremamente frias
Cálculos mostram que esses cristais congelados podem promover reações químicas que normalmente não existem em ambientes extremamente frios. Ao analisar o comportamento químico da superfície do cristal, os pesquisadores identificaram duas vias de reação que podem converter o cianeto de hidrogênio em cianeto de hidrogênio, um composto mais reativo. Dependendo da temperatura, esta conversão pode ocorrer em minutos ou levar vários dias. Os pesquisadores notaram que a presença de isocianeto de hidrogênio na superfície do cristal aumenta a probabilidade de formação de moléculas prebióticas mais complexas.
Teste previsões no laboratório
A equipe espera que suas descobertas inspirem experimentos de laboratório para testar essas previsões. Um método proposto envolve a trituração de cristais de cianeto de hidrogênio na presença de uma substância como a água para expor superfícies cristalinas frescas. Os cientistas podem então observar se estas superfícies promovem a formação de moléculas complexas sob condições extremamente frias.
Os autores reconhecem o financiamento do Conselho Sueco de Pesquisa e da Infraestrutura Acadêmica Nacional de Supercomputação Sueca.
