Los rayos fueron fugaces impulsores de la vida en la Tierra

El papel de los rayos en hacer que el nitrógeno esté disponible para la vida en la Tierra puede haber sido relativamente efímero, según un nuevo estudio. Los investigadores descubrieron que la composición isotópica observada en experimentos que reproducen el mecanismo de generación de nitrógeno por rayos no coincide con la del nitrógeno archivado en el registro de rocas de la Tierra primitiva. Esta discrepancia sugiere que los rayos no fueron una fuente importante de nitrógeno con el paso del tiempo, a medida que evolucionó la vida microbiana.

Un grupo internacional de investigadores dirigido por especialistas del Centro de Ciencias de Exoplanetas de la Universidad de St. Andrews, en Escocia, concluyó luego de una serie de experimentos que aunque los rayos impulsaron la vida en la Tierra a través de la producción de nitrógeno, su papel fue mucho más fugaz que lo pensado hasta hoy. Rápidamente, nuestro planeta se habría independizado en cuanto a la generación de nitrógeno en la biosfera primitiva de la Tierra.

También en otros planetas

Se sabía que los rayos fueron una fuente importante de nitrógeno biodisponible para la vida en la Tierra en sus inicios, e incluso diversas teorías marcan su trascendencia al respecto. En un estudio publicado en 2021, científicos ingleses sostienen que los rayos fueron tan importantes como los meteoritos a la hora de crear las condiciones ideales para que surgiera vida en nuestro planeta, aportando minerales esenciales como el fósforo.

Sin embargo, la nueva investigación, publicada recientemente en la revista Nature Geoscience, muestra que la biosfera de la Tierra se independizó rápidamente de esta fuente de nutrientes. De acuerdo a una nota de prensa, los resultados obtenidos también pueden ayudar a identificar la fuente de los depósitos de nitrato en Marte, y posiblemente en otros planetas y lunas de nuestro Sistema Solar.

La irrupción de los microorganismos

Para comprobar su teoría, los científicos escoceses colaboraron con colegas del Instituto de Investigación Espacial (IWF) de la Academia de Ciencias de Austria, en Graz, y de la Universidad de Brown, en Estados Unidos, con el objetivo de llevar adelante una serie de experimentos de descarga de chispas, que intentan reproducir el escenario de la caída de rayos en el contexto de la Tierra primitiva.

Los resultados de los experimentos muestran que la composición isotópica en el entorno simulado no es comparable con la “firma” del nitrógeno resguardado en las rocas más antiguas de la Tierra. Esto demostraría que los rayos no fueron una fuente trascendente para el aporta de nitrógeno tan rápidamente como comenzó a evolucionar la vida microbiana, indicando que los microorganismos han sido capaces de convertir el nitrógeno gaseoso en formas biodisponibles durante más de 3.000 millones de años.

Importantes pero fugaces

A pesar de esto, los investigadores aclararon que los rayos pueden haber sustentado la vida más antigua en nuestro planeta, al producir eficientemente óxidos de nitrógeno en la atmósfera rica en dióxido de carbono que probablemente existió en la Tierra primitiva. Esto proporcionó una fuente potencial de nutrientes para la vida en ese momento, solo que su función fue rápidamente reemplazada por la actividad de las comunidades de microorganismos.

Más allá de estas conclusiones, existen algunas muestras de rocas del Isua Greenstone Belt, en Groenlandia, que tienen casi 3.800 millones de años y cuya composición isotópica podría explicarse potencialmente por las contribuciones de nitrógeno de los rayos. Esto sugiere que el aporte de los rayos, aunque efímero, también fue crucial para que la vida pudiera comenzar a desarrollarse en esos momentos iniciales de la Tierra.

Referencia

Isotopic constraints on lightning as a source of fixed nitrogen in Earth's early biosphere. Patrick Barth et al. Nature Geoscience (2023). DOI:https://doi.org/10.1038/s41561-023-01187-2