A vida não pode começar num planeta a menos que certos elementos químicos estejam disponíveis em quantidades suficientes. Os dois mais importantes são o fósforo e o nitrogênio. O fósforo ajuda a produzir 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 um componente importante das proteínas, essencial para construir células e ajudá-las a funcionar. Sem fósforo e nitrogênio suficientes, a vida não pode emergir da matéria inanimada.
Uma nova pesquisa liderada pelo pós-doutorado Craig Walton do Centro para a Origem e Prevalência da Vida da ETH Zurique e pela professora Maria Schönbachler da ETH Zurique mostra que esses elementos já deveriam estar disponíveis na quantidade certa durante a formação do núcleo do planeta. “Durante a formação do núcleo de um planeta, a quantidade certa de oxigénio deve estar presente para que o fósforo e o azoto possam permanecer na superfície do planeta”, explica Walton, principal autor do estudo. Na Terra, isto parece ter acontecido há cerca de 4,6 mil milhões de anos, dando ao nosso planeta um ponto de partida químico invulgarmente feliz. Os resultados podem afetar a forma como os cientistas procuram vida fora da Terra.
Como a estrutura central planetária afeta a habitabilidade
Os planetas começam como corpos de rocha derretida. Quando se formam, seus componentes são separados por peso. Metais mais pesados, como o ferro, afundam-se para dentro e formam o núcleo, enquanto os elementos mais leves permanecem no topo e eventualmente se tornam o manto e mais tarde a crosta.
Os níveis de oxigênio são críticos nesta fase. Se houver muito pouco oxigênio durante a formação do núcleo, o fósforo se liga a metais pesados, como o ferro, e é atraído para o núcleo. Quando isso acontecer, ele não será mais encontrado em partes do planeta onde a vida pode se desenvolver. Se houver muito oxigênio, o fósforo estará no manto e é mais provável que o nitrogênio escape e se perca na atmosfera.
Zona Cachinhos Dourados Químicos
Usando modelagem extensiva, Walton e seus coautores descobriram que tanto o fósforo quanto o nitrogênio são abundantes no manto dentro de uma faixa muito estreita de condições moderadas de oxigênio. Eles a descrevem como Zona Química Cachinhos Dourados.
“Nossos modelos mostram claramente que a Terra está precisamente dentro desta faixa. Se tivéssemos um pouco mais ou um pouco menos de oxigênio no momento da formação do nosso núcleo, não haveria fósforo ou nitrogênio suficiente para o desenvolvimento da vida”, disse Walton.
A equipe também descobriu que outros planetas, incluindo Marte, se formaram sob condições de oxigênio fora desta zona Cachinhos Dourados. Em Marte, isso significa mais fósforo no manto do que na Terra, mas menos nitrogênio, dificultando as condições para a vida como a conhecemos.
Uma nova maneira de procurar vida fora da Terra
Essas descobertas podem mudar a forma como os cientistas pensam sobre a habitabilidade. Até agora, a maior atenção tem sido focada em saber se um planeta tem água. Walton e Schönbächler argumentam que isto 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 estivessem incorretos durante a formação do núcleo, o planeta poderia não ter mantido fósforo e nitrogênio suficientes onde a vida pudesse utilizá-los.
Por que estrelas como o Sol podem ser as mais importantes
Os astrónomos poderão ser capazes de inferir 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 maioritariamente feitos do mesmo material que as suas estrelas, a composição das estrelas ajuda a moldar a química de todo o sistema planetário.
Isto significa que os sistemas solares cuja química é muito diferente da nossa podem ser maus candidatos na procura de vida. “Isso torna a busca por vida em outros planetas muito mais específica. Deveríamos procurar estrelas em nosso sistema solar que sejam semelhantes ao nosso Sol”, disse Walton.
