La vida no puede comenzar en un planeta a menos que ciertos elementos químicos estén disponibles en cantidades suficientes. Los dos más importantes son el fósforo y el nitrógeno. El fósforo ayuda a producir ADN y ARN, que almacenan y transmiten información genética, y desempeña un papel clave en la forma en que las células gestionan la energía. El nitrógeno es un componente importante de las proteínas, que es esencial para formar células y ayudarlas a funcionar. Sin suficiente fósforo y nitrógeno, la vida no puede surgir de la materia no viva.
Una nueva investigación dirigida por el postdoctorado Craig Walton del Centro para el Origen y Prevalencia de la Vida de ETH Zurich y la profesora Maria Schönbachler de ETH Zurich muestra que estos elementos ya deberían estar disponibles en la cantidad correcta durante la formación del núcleo del planeta. “Durante la formación del núcleo de un planeta, debe estar presente la cantidad adecuada de oxígeno para que el fósforo y el nitrógeno puedan permanecer en la superficie del planeta”, explica Walton, autor principal del estudio. En la Tierra, esto parece haber sucedido hace unos 4.600 millones de años, lo que le dio a nuestro planeta un punto de partida químico inusualmente afortunado. Los resultados podrían afectar la forma en que los científicos buscan vida más allá de la Tierra.
Cómo la composición del núcleo planetario afecta la habitabilidad
Los planetas comienzan como cuerpos de roca fundida. Cuando se forman, sus componentes se separan por peso. Los metales más pesados, como el hierro, se hunden hacia adentro y forman el núcleo, mientras que los elementos más ligeros permanecen en la parte superior y eventualmente se convierten en el manto y luego en la corteza.
Los niveles de oxígeno son críticos en esta etapa. Si hay muy poco oxígeno durante la formación del núcleo, el fósforo se une a metales pesados como el hierro y es atraído hacia el núcleo. Una vez que esto sucede, ya no se encuentra en partes del planeta donde la vida puede desarrollarse. Si hay demasiado oxígeno, hay fósforo en el manto y es más probable que el nitrógeno se escape y se pierda en la atmósfera.
Zona de Ricitos de Oro Químicos
Utilizando modelos exhaustivos, Walton y sus coautores descubrieron que tanto el fósforo como el nitrógeno abundan en el manto dentro de un rango muy estrecho de condiciones moderadas de oxígeno. La describen como la Zona Ricitos de Oro Químicos.
“Nuestros modelos muestran claramente que la Tierra está precisamente dentro de este rango. Si tuviéramos un poco más o un poco menos de oxígeno en el momento de la formación de nuestro núcleo, no habría suficiente fósforo o nitrógeno para que se desarrollara la vida”, dijo Walton.
El equipo también descubrió que otros planetas, incluido Marte, se formaron en condiciones de oxígeno fuera de esta zona de Ricitos de Oro. En Marte, esto significa más fósforo en el manto que en la Tierra, pero menos nitrógeno, lo que dificulta las condiciones para la vida tal como la conocemos.
Una nueva forma de buscar vida más allá de la Tierra
Estos hallazgos podrían cambiar la forma en que los científicos piensan sobre la habitabilidad. Hasta ahora, la mayor atención se ha centrado en si un planeta tiene agua. Walton y Schönbächler sostienen que esto no es suficiente.
Un planeta puede tener agua y aun así ser químicamente inadecuado para la vida desde el principio. Si los niveles de oxígeno fueron incorrectos durante la formación del núcleo, es posible que el planeta no haya conservado suficiente fósforo y nitrógeno para que la vida pudiera utilizarlos.
Por qué estrellas como el Sol pueden ser las más importantes
Los astrónomos pueden inferir estas condiciones químicas estudiando otros sistemas solares con grandes telescopios. El oxígeno disponible durante la formación de planetas depende de la composición química de la estrella anfitriona. Debido a que los planetas están hechos en su mayoría del mismo material que sus estrellas, la composición de las estrellas ayuda a dar forma a la química de todo el sistema planetario.
Esto significa que los sistemas solares cuya química es muy diferente a la nuestra pueden ser malos candidatos en la búsqueda de vida. “Esto hace que la búsqueda de vida en otros planetas sea mucho más específica. Deberíamos buscar estrellas en nuestro sistema solar que sean similares a nuestro Sol”, afirmó Walton.
