A vida na Terra pode ter começado com um relâmpago.

Como a Terra conseguiu o fósforo de que precisava para fazer as primeiras moléculas de DNA e RNA? A resposta pode estar crepitando no céu.

Crédito da imagem: Micah Tindell / Unsplash

Não, um raio errante não animava literalmente os primeiros micróbios do mundo (desculpe, Dr. Frankenstein). Mas, de acordo com um novo estudo publicado terça-feira (16 de março) na revista Nature Communications, trilhões de relâmpagos em mais de um bilhão de anos da história inicial da Terra podem ter ajudado a desbloquear compostos de fósforo cruciais que abriram o caminho para a vida na Terra.

"Em nosso estudo, mostramos pela primeira vez que os relâmpagos eram provavelmente uma fonte significativa de fósforo reativo na Terra na época em que a vida se formou [3,5 bilhões a 4,5 bilhões de anos atrás]", autor do estudo Benjamin Hess, um estudante graduado no Departamento de Ciências da Terra e Planetárias da Universidade de Yale. "Os relâmpagos podem, portanto, ter desempenhado um papel no fornecimento de fósforo para o surgimento da vida na Terra."

Bombardeado com a vida?

Como um raio do azul conduz à vida terrestre? É tudo sobre o fósforo, ou melhor, os materiais orgânicos que os átomos de fósforo podem fazer quando combinados com outros elementos bio-essenciais.

Pegue os fosfatos, por exemplo, íons compostos de três átomos de oxigênio e um átomo de fósforo, que são cruciais para todas as formas de vida conhecidas. Os fosfatos formam a espinha dorsal do DNA, RNA e ATP (a principal fonte de energia das células) e são os principais componentes dos ossos, dentes e membranas celulares.

Mas cerca de 4 bilhões de anos atrás, embora provavelmente houvesse bastante água e dióxido de carbono na atmosfera para trabalhar, que também são essenciais para as moléculas fundamentais da vida, a maior parte do fósforo natural do planeta estava preso em rocha insolúvel e impossível de combinar em fosfatos orgânicos. Como, então, a Terra adquiriu esses compostos críticos?

Uma teoria afirma que a Terra primitiva obteve seu fósforo de meteoros que carregavam um mineral chamado schreibersita, que é feito em parte de fósforo e é solúvel em água; se cargas de meteoritos schreibersita colidirem com a Terra ao longo de milhões ou bilhões de anos, então o fósforo suficiente poderia ser liberado em uma área concentrada para criar as condições certas para a vida biológica, de acordo com o novo estudo.

No entanto, cerca de 3,5 bilhões a 4,5 bilhões de anos atrás, quando surgiu a vida na Terra, a taxa de colisões de meteoros caiu "exponencialmente" à medida que a maioria dos planetas e luas do nosso sistema solar já haviam tomado forma, disse Hess. Este fato complica a teoria do fósforo interestelar. 

No entanto, existe uma outra maneira de fazer schreibersita, bem aqui na Terra, disse Hess. Basta um pouco de terra, uma nuvem e alguns trilhões de raios.

O corpo principal ou "tronco" da fulgurita estudada, ou vidro criado a partir de uma queda de raio. A equipe encontrou traços de schreibersita no interior, sugerindo que relâmpagos poderiam ter enviado compostos de fósforo cruciais para a Terra primitiva.(Crédito da imagem: Benjamin Hess)

Bilhões de raios

Os relâmpagos podem aquecer as superfícies a quase 5.000 graus Fahrenheit (2.760 graus Celsius), forjando novos minerais que não existiam antes. No novo estudo, Hess e seus colegas examinaram um aglomerado de rocha atingido por um raio, chamado fulgurita, que foi previamente escavado de um local em Illinois. A equipe descobriu que pequenas bolas de schreibersita se formaram dentro da rocha, junto com uma série de outros minerais vítreos.

Com a prova provisória em mãos de que relâmpagos podem criar schreibersita rica em fósforo, a equipe teve que calcular se raios suficientes poderiam ter atingido a Terra primitiva para liberar uma quantidade significativa do elemento no meio ambiente. Usando modelos da atmosfera primitiva da Terra, os pesquisadores estimaram quantos raios podem ter caído sobre o planeta a cada ano.

Hoje, cerca de 560 milhões de raios disparam sobre o planeta por ano; 4 bilhões de anos atrás, quando a atmosfera da Terra era significativamente mais rica em gás de efeito estufa CO2 (e, portanto, mais quente e mais sujeita a tempestades), é provável que algo entre 1 bilhão e 5 bilhões de raios brilhassem a cada ano, calculou a equipe. Desses raios, a equipe estimou que entre 100 milhões e 1 bilhão de raios atingiram a terra a cada ano (o restante é descarregado acima dos oceanos).

E, ao longo de um bilhão de anos, até um quintilhão (um 1 seguido por 18 zeros) relâmpagos podem ter atingido nosso jovem planeta, cada um liberando um pouco de fósforo utilizável, disse Hess. A equipe calculou que, entre 4,5 bilhões e 3,5 bilhões de anos atrás, apenas os relâmpagos poderiam ter dado à Terra algo em torno de 250 a 25.000 libras de fósforo (110 a 11.000 quilogramas) por ano.

É uma faixa enorme, com muita incerteza sobre as condições da Terra primitiva embutida nela. Mas Hess disse que mesmo a menor quantidade de fósforo poderia ter feito diferença para o surgimento da vida.

"Para a vida se formar, só precisa haver um local que tenha os ingredientes certos", disse Hess. "Se [250 libras] de fósforo por ano estivessem concentradas em um único arco de ilha tropical, então sim, pode muito bem ter sido o suficiente. Mas é mais provável que isso aconteça se houver muitos desses locais."

Se um raio atingiu terra exposta o suficiente na Terra primitiva para causar um impacto na vida, é uma questão que nunca pode ser totalmente respondida. No entanto, o novo estudo mostra que, matematicamente, era pelo menos possível. 

Pode ser que uma combinação de impactos de asteroides e relâmpagos tenha dado à Terra o fósforo de que precisava para tecer as primeiras moléculas bio-essenciais, como DNA e RNA, concluíram os pesquisadores. Mas estudos posteriores da vida terrestre inicial devem ter o cuidado de não acertar um raio no registro.

Originalmente publicado na Live Science.