Formação de Aminoácidos e Ácidos Carboxílicos em Atmosferas Planetárias Fracamente Redutoras por Partículas Solares Energéticas do Sol Jovem

A vida provavelmente começou durante o Hadean Eon; no entanto, as condições ambientais que contribuíram para a complexidade de sua química são pouco conhecidas.

É necessária uma melhor compreensão de várias condições ambientais, incluindo globais (heliosféricas) e locais (atmosféricas, superficiais e oceânicas), juntamente com as condições dinâmicas internas da Terra primitiva, para entender o início da abiogênese. Aqui, examinamos as contribuições dos raios cósmicos galácticos (GCRs) e das partículas energéticas solares (SEPs) associadas às supererupções do jovem Sol para a formação de aminoácidos e ácidos carboxílicos em misturas de gases fracamente reduzidos que representam a atmosfera da Terra primitiva. Também comparamos os produtos com aqueles introduzidos por raios e luz solar ultravioleta (UV).

Em uma série de experimentos de laboratório, detectamos e caracterizamos a formação de aminoácidos e ácidos carboxílicos por irradiação de prótons de uma mistura de dióxido de carbono, metano, nitrogênio e água em várias proporções de mistura. Esses experimentos mostram a detecção de aminoácidos após a hidrólise ácida quando 0,5% (v/v) do metano inicial foi introduzido na mistura gasosa. No conjunto de experimentos com descargas centelhas (simulação de relâmpagos) realizados para a mesma mistura de gases, verificamos que foi necessário pelo menos 15% de metano para detectar a formação de aminoácidos, e nenhum aminoácido foi detectado nos experimentos por irradiação UV , mesmo quando 50% de metano foi usado. Ácidos carboxílicos foram formados em misturas de gases não redutores (0% de metano) por irradiação de prótons e descargas de faíscas.

Portanto, sugerimos que os eventos GCRs e SEP do jovem Sol representam as fontes de energia mais eficazes para a formação prebiótica de compostos orgânicos biologicamente importantes de atmosferas fracamente redutoras. Como se esperava que o fluxo de energia do clima espacial, que gerou frequentes SEPs do jovem Sol nos primeiros 600 milhões de anos após o nascimento do sistema solar, fosse muito maior do que o dos GCRs, concluímos que os prótons energéticos movidos por SEP são as fontes de energia mais promissoras para a produção prebiótica de compostos bioorgânicos na atmosfera da Terra 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 e Vladimir S. AirapetianLife 2023, 13(5), 1103; DOI: 10.3390/life13051103https://www.mdpi.com/2075-1729/13/5/1103 (acesso aberto)Astrobiologia, Astroquímica

Co-fundador da SpaceRef, membro do Explorers Club, ex-NASA, Away Teams, jornalista, espaço e astrobiologia, escalador inativo.