La vida en la Tierra puede existir gracias a un increíble golpe de suerte: un punto químico óptimo que la mayoría de los planetas pasan por alto durante su formación, pero el nuestro logró alcanzar.
Un nuevo estudio muestra que la Tierra se formó bajo un conjunto inusualmente preciso de condiciones químicas que le permitieron retener dos elementos esenciales para la vida tal como la conocemos: fósforo y nitrógeno. Según el estudio, sin un equilibrio perfecto de estos elementos, un planeta rocoso podría parecer habitable en la superficie y, sin embargo, ser fundamentalmente incapaz de sustentar la biología.
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La Tierra parece haber llegado a este delicado punto químico durante su formación hace casi 4.600 millones de años, y los nuevos hallazgos podrían cambiar la forma en que los científicos buscan vida extraterrestre, dijeron los investigadores.
Cuando se forman planetas jóvenes, a menudo se funden parcial o totalmente. A medida que los metales pesados se hunden hacia adentro para formar un núcleo, los materiales más livianos permanecen más cerca de la superficie. Durante esta etapa caótica, conocida como formación del núcleo, la cantidad de oxígeno presente juega un papel decisivo a la hora de determinar dónde terminan otros elementos y si siguen siendo accesibles para la vida futura.
El estudio sugiere que los niveles de oxígeno deben estar dentro de un rango sorprendentemente estrecho para que tanto el fósforo como el nitrógeno permanezcan en el manto y la corteza de un planeta. Muy poco oxígeno y el fósforo se une al hierro y es arrastrado hacia el núcleo, privando a la superficie de un ingrediente clave para el ADN, las membranas celulares y la transferencia de energía. Demasiado oxígeno y el nitrógeno se pierde más fácilmente en el espacio. De cualquier manera, la química necesaria para la vida nunca llega del todo.
Utilizando modelos de formación planetaria y comportamiento geoquímico, los investigadores descubrieron que la Tierra se encuentra dentro de este estrecho rango de oxígeno de nivel medio, al que llamaron zona química de Ricitos de Oro. En última instancia, nuestro planeta retuvo suficiente fósforo y nitrógeno para alimentar posteriormente la biología, un resultado que puede estar lejos de ser común entre los mundos rocosos.
“Nuestros modelos muestran claramente que la Tierra está precisamente dentro de este rango”, dijo Walton en el comunicado. “Si hubiéramos tenido un poco más o un poco menos de oxígeno durante la formación del núcleo, no habría habido suficiente fósforo ni nitrógeno para el desarrollo de la vida”.
Por el contrario, los investigadores también modelaron la formación de otros planetas como Marte, donde los niveles de oxígeno estaban fuera de esta zona química de Ricitos de Oro. En Marte, por ejemplo, los modelos muestran más fósforo en el manto que en la Tierra, pero menos nitrógeno, lo que crea condiciones desafiantes para la vida tal como la conocemos, según el comunicado.
Los hallazgos desafían el enfoque tradicional sobre la zona habitable, la región alrededor de una estrella donde puede existir agua líquida. Si bien el agua es fundamental, el estudio sugiere que puede ser sólo una parte de la historia. Un planeta podría orbitar a la distancia adecuada de su estrella y aún carecer del inventario químico interno necesario para que surja vida.
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Fundamentalmente, las condiciones de oxígeno que dan forma a este proceso están relacionadas con la composición química de la propia estrella anfitriona. Debido a que los planetas se forman a partir del mismo material que sus estrellas, la química estelar puede indicar si un sistema es capaz de producir planetas aptos para la vida en primer lugar.
Si los investigadores están en lo cierto, la Tierra puede ser menos una norma cósmica y más una excepción afortunada: un planeta que obtuvo un raro premio químico desde el principio. Usar la Tierra como punto de referencia podría ayudar a los científicos a concentrarse en los exoplanetas que tienen más probabilidades de tener el equilibrio perfecto de elementos esenciales para la vida.
“Esto hace que la búsqueda de vida en otros planetas sea mucho más específica”, dijo Walton. “Deberíamos buscar sistemas solares con estrellas que se parezcan a nuestro propio sol”.
Sus hallazgos fueron publicados el 9 de febrero en la revista Nature Astronomy.