Resumen (Sept. 11, 2005): Utilizando como modelos a los meteoritos primitivos llamados condritas, los científicos planetarios y de ciencias terrestres de la Universidad de Washington en St. Louis han llevado a cabo cálculos sobre el escape de gases y han demostrado que la atmósfera de la Tierra primitiva era reductora y asfixiantemente llena de metano, amoníaco, hidrógeno y vapor de agua.





Basado en un informe de la Universidad de Washington

El experimento Miller-Urey generó chispas eléctricas (para emular a los relámpagos) en una mezcla de gases que se pensaba recordaban a la atmósfera primitiva de la Tierra. Crédito: AccessExcellence.org

Utilizando como modelos a los meteoritos primitivos llamados condritas, los científicos planetarios y de ciencias terrestres de la Universidad de Washington en St. Louis han llevado a cabo cálculos sobre el escape de gases y han demostrado que la atmósfera de la Tierra primitiva era reductora y asfixiantemente llena de metano, amoníaco, hidrógeno y vapor de agua.

Al realizar este descubrimiento, Bruce Fegley, Ph.D., profesor de ciencias terrestres y planetarias en Artes y Ciencias, y Laura Schaefer, asistente de laboratorio, revigorizaron uno de las más famosas y controvertidas teorías sobre el origen de la vida, el experimento Miller-Urey de 1953, que produjo los compuestos orgánicos necesarios para la creación de organismos.

Las condritas son muestras relativamente inalteradas de material de la nebulosa solar. Según Fegley, quien dirige el Laboratorio de Química Planetaria de la Universidad, los científicos han creído por largo tiempo que son los bloques constitutivos de los planetas. Sin embargo, nunca nadie había determinado qué clase de atmósfera generaría un planeta condrítico primitivo.

“Asumimos que los planetas se formaron a partir de material condrítico, y seccionamos al planeta en capas, y utilizamos la composición de la mezcla de los meteoritos para calcular los gases que habrían surgido de cada una de esas capas”, dijo Schaefer. “Hallamos una atmósfera muy reductora para la mayor parte de las mezclas meteoríticas, de modo que había un montón de metano y amoníaco”.

En una atmósfera reductora el hidrógeno está presente, pero falta el oxígeno. Para que funcione el experimento Miller-Urey, resulta imprescindible una atmósfera reductora. Una atmósfera oxidante hace que la producción de compuestos orgánicos sea imposible. Sin embargo, un contingente principal de geólogos cree que existía una atmósfera pobre en hidrógeno y rica en bióxido de carbono porque utilizan modernos gases volcánicos como modelos para una atmósfera primitiva. Los gases volcánicos son ricos en agua, bióxido de carbono y bióxido de azufre pero no contienen amoníaco ni metano.

“Los geólogos disputan el escenario Miller-Urey, pero lo que parecen estar olvidando es que cuando se arma la Tierra a partir de condritas, se obtienen gases ligeramente diferentes que se producen por el calentamiento de todos estos materiales que se han unido para formar la Tierra. Nuestros cálculos proporcionan una explicación natural para llegar a esta atmósfera reductora”, dijo Fegley.

Schaefer presentó sus hallazgos en el encuentro anual de la División de Ciencias Planetarias de la Sociedad Astronómica Americana que se llevó a cabo entre el 4 y el 9 de setiembre en Cambridge, Inglaterra.

Los conductos de “fumarolas” del fondo del mar generan una bioquímica exótica, mostrando a menudo grandes profundidades, temperaturas de agua hirviente y altas concentraciones de metano. A menudo se los considera como alternativas para la vida basada en agua y oxígeno.

Schaefer y Fegley estudiaron diferentes tipos de condritas que los científicos terrestres y planetarios creen fueron los medios para la formación de la Tierra. Utilizaron códigos sofisticados de computadora para calcular lo que sucede cuando los minerales de los meteoritos son calentados y reaccionan unos con otros. Por ejemplo, cuando el carbonato de calcio se calienta y se descompone, forma el gas bióxido de carbono.

“Los diferentes compuestos de la Tierra condrítica se descomponen cuando se los calienta, y despiden gases que formaron la primitiva atmósfera terrestre”, dijo Fegley.

El experimento Miller-Urey mostraba un aparato en el que se colocó una atmósfera reductora que se creía existía en la Tierra primitiva. La mezcla se calentó y se le proporcionó una carga eléctrica, y se formaron moléculas orgánicas simples. Si bien el experimento a estado sujeto a debate desde el principio, nadie había realizado los cálculos que predijeran la atmósfera primitiva de la Tierra.

“Creo que estas computaciones no habían sido realizadas antes porque son muy dificultosas; utilizamos un código especial”, dijo Fegley, cuyo trabajo con Schaefer en la producción de gases de Io, la luna más grande de Júpiter y el cuerpo más volcánico del sistema solar, sirvió como inspiración para el presente trabajo sobre la primitiva atmósfera terrestre.