A vida não pode começar em um planeta a menos que certos elementos químicos estejam disponíveis em quantidades grandes o suficiente. Dois dos mais importantes são o fósforo e o nitrogênio. O fósforo ajuda a construir o DNA e o RNA, que armazenam e transmitem informações genéticas, e também desempenha um papel fundamental na forma como as células gerenciam energia. O nitrogênio é uma parte importante das proteínas, que são essenciais para a construção de células e para o funcionamento delas. Sem fósforo e nitrogênio suficientes, a vida não pode emergir da matéria não viva.
Uma nova pesquisa liderada por Craig Walton, pós-doutorando no Centro para a Origem e Prevalência da Vida da ETH Zurich, e pela professora da ETH Zurich, Maria Schönbächler, demonstra que esses elementos precisam já estar disponíveis nas quantidades certas quando o núcleo de um planeta se forma. “Durante a formação do núcleo de um planeta, deve haver exatamente a quantidade certa de oxigênio presente para que o fósforo e o nitrogênio possam permanecer na superfície do planeta”, explica Walton, autor principal do estudo. Na Terra, isso parece ter ocorrido há cerca de 4,6 bilhões de anos, proporcionando ao nosso planeta um ponto de partida químico excepcionalmente favorável. O resultado pode influenciar a maneira como os cientistas buscam por vida além da Terra.
Como a Formação do Núcleo do Planeta Afeta a Habitabilidade
Os planetas começam como corpos de rocha derretida. À medida que se formam, seus materiais se separam por peso. Metais pesados, como o ferro, afundam para o interior e criam o núcleo, enquanto materiais mais leves permanecem acima e acabam se tornando o manto e, posteriormente, a crosta.
Níveis de oxigênio durante essa fase são críticos. Se houver oxigênio em quantidade insuficiente na formação do núcleo, o fósforo se liga a metais pesados como o ferro e é puxado para o núcleo. Uma vez que isso acontece, ele não está mais disponível nas partes do planeta onde a vida poderia se desenvolver. Se houver oxigênio excessivo, o fósforo permanece no manto, mas o nitrogênio se torna mais propenso a escapar para a atmosfera e ser perdido.
A Zona de Ouro Químico
Usando modelagem extensa, Walton e seus co-autores descobriram que tanto o fósforo quanto o nitrogênio permanecem no manto em quantidades grandes o suficiente apenas dentro de um intervalo muito estreito de condições moderadas de oxigênio. Eles descrevem isso como uma zona de Ouro Químico.
“Nossos modelos mostram claramente que a Terra está precisamente dentro desse intervalo. Se tivéssemos tido um pouco mais ou um pouco menos de oxigênio durante a formação do núcleo, não haveria fósforo ou nitrogênio suficientes para o desenvolvimento da vida”, afirma Walton.
A equipe também descobriu que outros planetas, incluindo Marte, se formaram sob condições de oxigênio fora dessa zona de Ouro. Em Marte, isso significou mais fósforo no manto do que na Terra, mas menos nitrogênio, o que trouxe condições difíceis para a vida como a conhecemos.
Uma Nova Maneira de Buscar Vida Além da Terra
Essas descobertas podem mudar a forma como os cientistas pensam sobre habitabilidade. Até agora, muito do foco tem sido se um planeta tem água. Walton e Schönbächler argumentam que isso não é suficiente.
Um planeta pode ter água e ainda assim ser quimicamente inadequado para a vida desde o início. Se os níveis de oxigênio estavam errados durante a formação do núcleo, o planeta pode nunca ter mantido fósforo e nitrogênio suficientes nos lugares onde a vida poderia utilizá-los.
Por que Estrelas Semelhantes ao Sol Podem Importar Mais
Os astrônomos podem ser capazes de estimar essas 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 se formam principalmente a partir do mesmo material de sua estrela, a composição da estrela ajuda a moldar a química de todo o sistema planetário.
Isso significa que sistemas solares cuja química é muito diferente da nossa podem ser candidatos pobres na busca por vida. “Isso torna a busca por vida em outros planetas muito mais específica. Devemos procurar sistemas solares com estrelas que se assemelham ao nosso Sol”, diz Walton.
