Qual é o material mais antigo da Terra e o que isso nos diz?

O material sólido mais antigo encontrado na Terra pousou aqui há 51 anos. Desde então, ele tem nos fornecido vislumbres de como o sistema solar e nossa casa eram em sua infância.

O ano de 1969 foi notável para os humanos como espécie. Foi o ano em que Neil Armstrong proferiu aquelas palavras imortais: “Este é um pequeno passo para o homem, um salto gigante para a humanidade”. No entanto, apenas dois meses após o pouso na lua, a Terra recebeu um visitante do espaço.

Meteorito Murchison

O dia 28 de setembro de 1969 era um domingo e os residentes da cidade de Murchison, Austrália, estavam se preparando para a igreja. Por volta das 10h48, as pessoas começaram a observar uma bola de fogo laranja brilhante com uma trilha azul esfumada caindo em direção ao solo. Poucos minutos depois, um estrondo sônico ressoou na área quando pedaços do meteorito caíram na terra. Não se preocupe … ninguém ficou ferido além do telhado de feno de um celeiro.

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A chegada do meteorito Murchison impulsionou os cientistas em termos de compreensão de nosso passado e nos deu uma visão mais profunda da questão: os blocos de construção químicos da vida evoluíram na Terra? Ou eles pegaram carona com um desses visitantes do espaço?

Grãos tão velhos quanto o tempo

Os grãos de poeira estelar encontrados dentro do meteorito Murchison são o material sólido mais antigo encontrado na Terra. Alguns dos grãos têm 7 bilhões de anos (enquanto nosso sol tem apenas 4,6 B anos). Acredita-se que o meteorito se formou durante um episódio de formação estelar intensificada.

Como os meteoritos não são formados em um dia, eles aumentam de tamanho com o tempo à medida que vagam pelo espaço. As fontes de ingredientes de nossos meteoritos incluem estrelas, supernovas e outros corpos extraterrestres. A idade dos grãos no meteorito Murchison varia de 7 bilhões de anos a algumas centenas de milhões de anos.

O meteorito Murchison pertence a uma categoria de condritos carbonosos, uma vez que sua composição inclui 2% de carbono (bastante raro para meteoritos) e minúsculos glóbulos de silicato chamados côndrulos. Os grãos deste meteorito são mantidos juntos por uma substância orgânica pegajosa que cheira a manteiga de amendoim podre.

Condrito carbonáceo

Um fragmento do meteorito Murchison exibido na coleção de meteoritos do The Field Museum of Natural History, Chicago, Illinois, EUA (Crédito da foto: James St. John / Wikimedia Commons)

Os condritos são feitos dos primeiros sólidos condensados ​​dos restos de uma nuvem de gás. A nuvem de gás é feita de poeira estelar responsável pela formação de nosso próprio sistema solar. Os condritos são considerados as rochas espaciais mais primitivas e raras, devido à sua exposição mínima ao calor extremo.

Eles ainda guardam informações sobre o nascimento do nosso sol, ao contrário de outros, que tendem a perder evidências devido às mudanças químicas causadas pelo calor.

Como sabemos que é mais velho que o sol?

Os espaços celestes estão cheios de raios cósmicos galácticos.

A poeira estelar composta de carboneto de silício às vezes interage com os raios de alta energia do cosmos. Isso faz com que o Si se divida em isótopos de Néon (Ne) e Hélio (He). A geração de He e Ne como resultado dos raios cósmicos segue uma taxa particular, e os cientistas podem tirar vantagem dessa característica para calcular a idade.

Cientistas em um laboratório extraem os côndrulos / grãos de carboneto de silício de um meteorito. Esses são então colocados em um espectrômetro de massa (MS). O MS aquece os grãos a uma temperatura em que começa a liberar o gás preso nos grãos. A análise isotópica do gás liberado ajuda a identificar se eles foram gerados devido à interação dos raios cósmicos ou não.

O cálculo do número de moléculas isotópicas de Ne permite aos cientistas calcular a idade dos materiais meteoritos.

Um doce trotador espacial

Os meteoritos são a forma mais barata de exploração espacial, pois eles vêm até nós! Este raro condrito carbonáceo nos fornece evidências de materiais complexos de carbono em algum lugar do universo.

Meme de meteoritos

Felizmente para nós, esse meteorito atingiu os cientistas ainda fresco e fumegante (ainda estava liberando gases quando atingiu a Universidade de Melbourne) e não sofreu nenhuma contaminação terrestre. Devido ao seu tempo de chegada auspicioso, ele foi estudado pela NASA e outros institutos ao lado das rochas lunares recém-adquiridas.

Estudos iniciais com o meteorito revelaram a presença de algumas moléculas bioquimicamente importantes, como aminoácidos (blocos de construção da vida). Glicina, alanina, prolina, valina e 4 outros aminoácidos essenciais foram encontrados no meteorito … mas com uma pegadinha.

Os aminoácidos presentes nos meteoritos estavam em uma mistura racêmica (uma mistura de moléculas destras e esquerdas), ao contrário da vida, que prefere apenas aminoácidos canhotos.

Não, as moléculas de aminoácidos não têm mãos … Imagine sua mão direita como a estrutura de uma molécula orgânica e sua imagem no espelho, a mão esquerda, é outra. Quando você tenta sobrepor um sobre o outro, ainda pode ver os polegares apontando em direções diferentes. Embora ambas as mãos consistam em palma e dedos idênticos, suas orientações não são idênticas. Eles são iguais, mas diferentes.

Dl-aminoácidos

Moléculas quirais destras e canhotas (Crédito da foto: Gianluca.molla / Wikimedia Commons)

Da mesma forma, algumas moléculas orgânicas complexas têm a mesma fórmula molecular, mas conectividades diferentes, e são chamadas de moléculas quirais. Eles são diferenciados por “lateralidade”. Agora, de volta ao que está no meteorito.

Após 50 anos examinando o meteorito, os pesquisadores finalmente encontraram algo doce. O meteorito contém açúcar e polióis complexos que são os componentes básicos do DNA e do RNA. Açúcares bio-essenciais como diidroxiacetona (precursor de uma enzima do corpo) e glicerol (ajuda na construção da membrana celular), ribose (um componente do DNA) foram encontrados no meteorito.

Esta descoberta foi um grande negócio para químicos e biólogos, já que a química do açúcar de objetos extraterrestres pode ser o elo perdido quando se trata de rastrear quais materiais orgânicos estavam presentes quando a vida começou a florescer.

Como isso nos ajuda a entender a origem da vida?

Alguns cientistas acreditam que os elementos mais cruciais para a vida, como C, O, N, S e H, foram entregues à Terra quando rochas espaciais bombardearam o planeta sem vida há alguns bilhões de anos, quando era uma bagunça violenta.

Essa ideia foi deflagrada pelo experimento Miller-Urey , que deu o pontapé inicial no mundo da química pré-biótica. Este é um campo de estudo que busca entender a evolução química que levou à formação de matéria biológica complexa a partir de moléculas simples.

Em 1952, Stanley Miller e seu professor Harold Urey criaram um experimento para simular o ambiente da terra jovem quando a vida começou a florescer. Em seu aparato, eles recriaram um oceano cheio de sopa primordial (uma mistura contendo gases e substâncias químicas que deram origem a complexas substâncias químicas construtoras de vida).

Miller-Urey

A configuração do experimento Miller-Urey (Crédito da foto: Cjhiggin / Wikimedia Commons)

A mistura foi aquecida e exposta à luz para simular o sol e o calor geotérmico. Com faíscas ocasionais de eletricidade para imitar um trovão. Depois de alguns dias operando o aparelho, o oceano começou a ficar com uma cor escura. O teste da mistura revelou a presença de muitos produtos químicos complexos, alguns dos quais eram aminoácidos.

Miller atualizou seu aparelho em 1972 e obteve aminoácidos codificados e outras proteínas. Alguns deles foram identificados posteriormente no meteorito Murchison. Essas descobertas despertaram a curiosidade dos especialistas que tentam rastrear a história perdida da química da jovem Terra.

Conclusão

O meteorito Murchison é como uma cápsula do tempo, que nos ajuda a entender o comportamento do sol em sua infância, bem como as condições químicas que prevaleciam durante a formação do sistema solar.

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Milhares de anos de civilização e ainda não temos a menor ideia de como a química simples se transformou em biologia complexa que se autorreproduz e se autorreproduz. Essas antigas rochas negras podem nos ajudar a chegar mais perto de descobrir essas respostas. Quanto mais de perto olhamos, mais descobrimos o que não sabemos. Como Carl Sagan disse uma vez: “O cosmos está dentro de nós. Somos feitos de matéria estelar. Somos uma forma de o universo se conhecer. ”

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