Esta no es la primera vez que se sugiere que los rayos son una parte vital de lo que hizo posible la vida en la Tierra. Los experimentos de laboratorio han demostrado que los materiales orgánicos producidos por los rayos podrían haber incluido compuestos precursores como los aminoácidos (que pueden unirse para formar proteínas).
Sin embargo, este nuevo estudio analiza el papel de los rayos de una manera diferente. Una gran pregunta que los científicos siempre han reflexionado tiene que ver con la forma en que la vida temprana en la Tierra accedió al fósforo. Aunque había mucha agua y dióxido de carbono disponible para trabajar con miles de millones de años, el fósforo estaba envuelto en rocas insolubles y no reactivas. En otras palabras, el fósforo básicamente se bloqueó para siempre.
¿Cómo obtuvieron los organismos acceso a este elemento esencial? La teoría predominante ha sido que los meteoritos entregaron fósforo a la Tierra en forma de un mineral llamado schreibersita, que puede disolverse en agua, haciéndolo disponible para que lo utilicen las formas de vida. El gran problema con esta idea es que cuando comenzó la vida hace más de 3,5 a 4,5 mil millones de años, los impactos de meteoritos estaban disminuyendo exponencialmente. El planeta necesitaba una gran cantidad de schreibersita que contenía fósforo para sustentar la vida. Y los impactos de meteoritos también habrían sido lo suficientemente destructivos como para, bueno, matar prematuramente la vida naciente (ver: los dinosaurios) o vaporizar la mayor parte de la schreibersita que se está entregando.
Hess y sus colegas creen que han encontrado la solución. La schreibersita también se encuentra en materiales de vidrio llamados fulguritas, que se forman cuando la luz golpea la Tierra. Cuando se forma fulgurita, incorpora fósforo de rocas terrestres. Y es soluble en agua.
Los autores del nuevo estudio recolectaron fulgurita que había sido producida por la iluminación que golpeó el suelo en Illinois en 2016, inicialmente solo para estudiar los efectos del calentamiento por destello extremo tal como se conserva en este tipo de muestras. Descubrieron que la muestra de fulgurita estaba hecha de schreibersita al 0,4%.
A partir de ahí, solo era cuestión de calcular cuánta schreibersita podría haber sido producida por un rayo hace miles de millones de años, aproximadamente cuando surgió la primera vida en la Tierra. Existe una gran cantidad de literatura que estima los niveles antiguos de dióxido de carbono atmosférico, un factor que contribuye a los rayos. Armado con una comprensión de cómo las tendencias de dióxido de carbono se correlacionan con los rayos, el equipo usó esos datos para determinar cuántos rayos habrían prevalecido en ese entonces.
Hess y sus colegas determinaron que billones de rayos podrían haber producido de 110 a 11,000 kilogramos de schreibersita cada año. Durante ese período de tiempo, esta actividad debería haber proporcionado suficiente fósforo para alentar a los organismos vivos a crecer y reproducirse, y mucho más del que se habría producido a través de los impactos de meteoritos.
Esto es algo interesante para comprender la historia de la Tierra, pero también abre una nueva perspectiva para pensar sobre la vida en otros lugares. “Este es un mecanismo que puede funcionar en planetas donde los impactos de meteoritos se han vuelto raros”, dice Hess. Este modelo de vida a través del rayo se limita a entornos con aguas poco profundas; el rayo debe producir fulgurita en áreas donde puede disolverse adecuadamente para liberar el fósforo, pero donde no se perderá en una gran masa de agua. Pero este límite puede no ser necesariamente algo malo. En un momento en que la astrobiología está obsesionada con los mundos oceánicos, el estudio vuelve a centrarse en lugares como Marte que no se han sumergido en aguas globales.
Para ser claros, el estudio no sugiere que los impactos de meteoritos no jueguen ningún papel en hacer que el fósforo sea accesible para la vida. Y Hess enfatiza que otros mecanismos, como los respiraderos hidrotermales, simplemente pueden evitar la necesidad de meteoritos o rayos.
Y, por último, hace más de 3.500 millones de años, la Tierra no se veía como lo hace hoy. No está del todo claro que hubo suficiente roca expuesta al aire, donde podría ser golpeada por un rayo y provocar la producción de schreibersita, para que el fósforo esté disponible.
Hess permitirá que otros científicos manejen esas preguntas, ya que el estudio se encuentra fuera de su trabajo normal. “Pero espero que esto haga que la gente preste atención a las fulguritas y pruebe más la viabilidad de estos mecanismos”, dice. “Espero que nuestra investigación nos ayude a considerar si buscar vida en entornos de aguas poco profundas, como lo estamos actualmente en Marte”.