A vida não pode começar num planeta a menos que certos elementos químicos estejam disponíveis em quantidades suficientemente grandes. Os dois mais importantes são o fósforo e o nitrogênio. O fósforo ajuda a construir DNA e RNA, que armazenam e transmitem informações genéticas, e desempenha um papel fundamental na forma como as células gerenciam a energia. O nitrogênio é uma parte importante das proteínas necessárias para construir as células e ajudá-las a funcionar. Sem fósforo e nitrogênio suficientes, a vida não pode surgir de matéria inanimada.
Um novo estudo liderado por Craig Walton, pós-doutorado no Centro para a Origem e Distribuição da Vida da ETH Zurique, e pela professora da ETH Zurique, Maria Schönbechler, mostra que esses elementos já deveriam estar disponíveis na quantidade certa quando o núcleo do planeta está se formando. “Durante a formação do núcleo do planeta, deve haver a quantidade certa de oxigénio para que o fósforo e o azoto possam permanecer na superfície do planeta”, explica Walton, principal autor do estudo. Isto parece ter acontecido na Terra há cerca de 4,6 mil milhões de anos, dando ao nosso planeta um ponto de partida químico invulgarmente bom. O resultado pode afetar a forma como os cientistas procuram vida fora da Terra.
Como a formação do núcleo de um planeta afeta a habitabilidade
Os planetas começam como corpos de rocha derretida. À medida que se formam, seus materiais são separados por peso. Metais pesados, como o ferro, penetram e formam o núcleo, enquanto os materiais mais leves permanecem no topo e eventualmente se tornam o manto e depois a crosta.
Os níveis de oxigênio são críticos nesta fase. Quando há muito pouco oxigênio durante a formação do núcleo, o fósforo se liga a metais pesados, como o ferro, e é puxado para dentro do núcleo. Quando isso acontecer, não estará mais disponível em partes do planeta onde a vida pode se desenvolver. Se houver muito oxigênio, o fósforo permanece no manto, enquanto o nitrogênio tem maior probabilidade de escapar para a atmosfera e se perder.
Zona Química Cachinhos Dourados
Usando extensas simulações, Walton e os seus co-autores descobriram que tanto o fósforo como o azoto permanecem no manto em quantidades suficientemente grandes apenas numa faixa muito estreita de condições temperadas de oxigénio. Eles a descrevem como a zona química de Cachinhos Dourados.
“Nossos modelos mostram claramente que a Terra está exatamente nesta faixa. Se tivéssemos um pouco mais ou um pouco menos de oxigênio durante a formação do núcleo, não haveria fósforo ou nitrogênio suficiente para o desenvolvimento da vida”, diz Walton.
A equipe também descobriu que outros planetas, incluindo Marte, se formaram sob condições de oxigênio fora desta zona Cachinhos Dourados. Em Marte, isto significava mais fósforo no manto do que na Terra, mas menos nitrogénio, dificultando as condições para a vida tal como a conhecemos.
Uma nova maneira de procurar vida fora da Terra
Estas descobertas podem mudar a visão dos cientistas sobre a habitabilidade. Até agora, muita atenção tem sido dada à existência de água no planeta. Walton e Schoenbechler argumentam que isto não é suficiente.
Um planeta pode ter água e ainda assim ser quimicamente inabitável desde o início. Se os níveis de oxigênio estivessem incorretos durante a formação do núcleo, o planeta poderia nunca ter armazenado fósforo e nitrogênio suficientes em locais onde a vida pudesse utilizá-los.
Por que estrelas parecidas com o Sol podem ser as mais importantes
Os astrónomos poderão estimar estas condições químicas estudando outros sistemas solares com grandes telescópios. O oxigênio disponível durante a formação do planeta depende da composição química da estrela hospedeira. Como os planetas são em grande parte formados a partir do mesmo material que as suas estrelas, a composição da estrela ajuda a moldar a composição química de todo o sistema planetário.
Isto significa que sistemas solares com uma química muito diferente da nossa podem ser maus candidatos à procura de vida. “Isso torna a busca por vida em outros planetas muito mais específica. Deveríamos procurar sistemas solares com estrelas que se assemelham ao nosso Sol”, diz Walton.
