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Los rayos generados por tormentas y columnas volcánicas con frecuencia golpean rocas volcánicas liberando fósforo en una forma que puede disolverse en agua y concentrarse en aguas como estanques volcánicos.

Los rayos ‘desbloquearon el fósforo necesario para la creación de ADN’

La iluminación que golpeó la superficie del planeta Tierra hace miles de millones de años puede haber desbloqueado el fósforo necesario para la creación de ADN, células y huesos, según reveló un nuevo estudio.

Investigadores de Yale y la Universidad de Leeds dicen que la chispa esencial pudo haber provocado que un quintillón, un número con 30 ceros, cayera con rayos durante mil millones de años.

Dicen que estos ‘rayos del azul desbloquearon el fósforo necesario para la creación de biomoléculas que serían la base de la vida en el planeta’.

El fósforo es un ingrediente clave necesario para la formación de la vida, pero no era fácilmente accesible en la Tierra hace miles de millones de años, encerrado dentro de minerales.

El descubrimiento puede ayudar a los científicos a comprender cómo se formó la vida en la Tierra y cómo podría seguir formándose en planetas similares a la Tierra en todo el universo.

Los rayos generados por tormentas y columnas volcánicas con frecuencia golpean rocas volcánicas liberando fósforo en una forma que puede disolverse en agua y concentrarse en aguas como estanques volcánicos.

Una foto tomada durante la excavación de la fulgurita en Glen Ellyn, IL, EE. UU. Se aprecia el tronco principal de fulgurita con una de sus ramas más grandes. Golpea este fósforo liberado

RAYOS: EL RESULTADO DE FUERTES CORRIENTES DE AIRE HACIA ARRIBA

Los relámpagos ocurren cuando fuertes corrientes de aire hacia arriba generan electricidad estática en nubes tormentosas grandes y densas.

Partes de la nube se cargan positivamente y otras se cargan negativamente.

Cuando esta separación de carga es lo suficientemente grande, se produce una descarga eléctrica violenta, también conocida como rayo.

Dicha descarga comienza con una pequeña área de aire ionizado lo suficientemente caliente como para conducir electricidad.

Esta pequeña área se convierte en un canal de iluminación bifurcado que puede alcanzar varios kilómetros de longitud.

El canal tiene una punta negativa que disipa las cargas al suelo y una punta positiva que recoge las cargas de la nube.

Estas cargas pasan del extremo positivo del canal al extremo negativo otro durante un relámpago, causando el cargo para ser liberado.

La pregunta para los investigadores ha sido: ¿Cómo llegó el fósforo de la Tierra a una forma utilizable para ayudar a crear ADN, ARN y otras biomoléculas necesarias para la vida?

El surgimiento de la vida en la Tierra dependió de un cóctel preciso de ingredientes críticos, uno de los cuales es el fósforo reactivo o biodisponible.

Los científicos observaron primero los meteoritos: trozos de rocas espaciales como asteroides y cometas que caen a la superficie de la Tierra.

La idea era que los meteoritos que contenían el mineral de fósforo schreibersita, que es soluble en agua, se estrellaran en la superficie de la Tierra con suficiente frecuencia para crear las condiciones necesarias para la vida biológica.

El inconveniente de la teoría de los meteoritos, sin embargo, tenía que ver con la frecuencia: se necesitarían más rocas espaciales de las que se pensaba que habían caído a la Tierra en ese momento.

Durante el período en el que se cree que comenzó la vida, hace entre 3.500 y 4.500 millones de años, la frecuencia de las colisiones de meteoritos en la Tierra se desplomó.

Pero había otra fuente de fósforo que se encuentra en la schreibersita.

Según el autor principal, Benjamin Hess, la schreibersita también se puede encontrar en ciertos vasos, llamados fulguritas, que se forman cuando un rayo golpea el suelo.

El vidrio resultante del impacto del rayo contiene parte del fósforo de la superficie de la roca, pero en forma soluble.

El equipo creó un modelo de computadora para averiguar cuántos rayos cayeron sobre la Tierra en el momento en que la vida comenzó a aparecer.

Hess y los coautores Sandra Piazolo y Jason Harvey de la Universidad de Leeds estimaron que la Tierra primitiva vio de uno a cinco mil millones de relámpagos cada año.

Los investigadores encontraron que los rayos repetidos producían vidrio de fulgurita que liberaba fósforo en una forma que era soluble y sembraron estanques volcánicos con los componentes básicos de la vida temprana hace hasta 4.500 millones de años.

De esos primeros relámpagos generados en el planeta, entre 100 millones y mil millones habrían caído al suelo anualmente.

Hoy en día, la superficie de la Tierra se ve afectada por iluminación unas 560 millones de veces al año, estimó el equipo detrás del nuevo estudio.

Eso sumaría entre 0,1 y 1 trillón de golpes en el transcurso de mil millones de años que golpean el planeta, y como resultado se producirá una gran cantidad de fósforo utilizable.

Usando un conjunto de técnicas espectroscópicas, encuentran schreibersita dentro de los minerales vítreos formados por los rayos en ciertos suelos ricos en arcilla.

Al estimar la cantidad de schreibersita que podría haber sido producida por cada impacto, y el área de tierra adecuada en la Tierra primitiva, calculan que los rayos podrían haber representado entre 110 y 11,000 kg de fósforo por año.

El cuerpo principal o «tronco» de la estudiada fulgurita, o vidrio creado a partir de un rayo. La parte superior del maletero quedó expuesta en la superficie donde el rayo hizo contacto con el suelo.

Todas las piezas excavadas de la fulgurita analizadas en este estudio. El descubrimiento puede ayudar a los científicos a comprender cómo se formó la vida en la Tierra y cómo aún podría estar formándose en planetas similares a la Tierra en todo el universo.

Si bien ese es un rango amplio, incluso el extremo más bajo es suficiente para alimentar potencialmente las primeras formas de vida, y una cantidad que eventualmente puede haber excedido los impactos de meteoritos.

La teoría de los rayos también tiene otras ventajas, anotaron los investigadores, y explicaron que esto incluye el hecho de que el número de rayos se mantendría constante.

A diferencia de la cantidad de colisiones de meteoritos, que varían en función de una serie de factores externos, los rayos serían consistentes y predecibles.

Además, era probable que los rayos fueran más frecuentes en las masas terrestres de las regiones tropicales, proporcionando áreas más concentradas de fósforo utilizable.

«Hace que los rayos caigan en un camino significativo hacia el origen de la vida», dijo Hess.

El nuevo estudio aparece en la revista Comunicaciones de la naturaleza.

¿CUÁN IMPORTANTE ES EL FÓSFORO PARA LA VIDA EN LA TIERRA Y CÓMO LLEGÓ AQUÍ?

Aunque no es tan abundante en la Tierra como el carbono, el hidrógeno o el oxígeno, el fósforo es uno de los elementos clave para la vida en nuestro planeta.

Ayuda a formar la columna vertebral de las largas cadenas de nucleótidos que componen el ADN, los componentes básicos de la vida biológica tal como la conocemos.

El fósforo también es vital para las membranas celulares y la molécula portadora de energía celular ATP.

El fósforo probablemente llegó a la Tierra a bordo de meteoritos hace miles de millones de años.

Se cree que los meteoritos contenían un mineral que contenía fósforo llamado schreibersita.

Los científicos desarrollaron recientemente una versión sintética de schreibersita que reacciona químicamente con moléculas orgánicas, mostrando su potencial como nutriente para la vida.

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