Los relámpagos volcánicos habrían encendido la llama de la vida en la Tierra primitiva

Cuando la Tierra era joven y salvaje, los procesos en nuestro planeta transformaron una mezcla de ingredientes en lo necesario para impulsar la vida. Para esto es crucial el nitrógeno, un nutriente esencial para formar proteínas, aminoácidos y ácidos nucleicos. Los científicos han descubierto evidencias geológicas que indican que las descargas de rayos asociadas con eventos volcánicos pueden haber desempeñado un papel clave en la fijación de nitrógeno en los inicios de la Tierra, haciéndolo disponible también para procesos biológicos.

Un equipo internacional de científicos sugiere en un nuevo estudio, publicado recientemente en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, que los rayos volcánicos pueden haber fijado enormes cantidades de nitrógeno atmosférico en loa inicios de nuestro planeta, permitiendo que comenzara la vida en la Tierra.

Antiguas erupciones

Según un artículo publicado en Phys.org, el análisis de depósitos volcánicos brindó pistas a los investigadores sobre cómo las erupciones antiguas pueden haber producido nitratos, potencialmente utilizados para crear aminoácidos. Diferentes teorías postulan que el desarrollo de la vida requirió la fijación de nitrógeno, un componente primordial de los aminoácidos, durante los primeros años de la Tierra.

En la actualidad, alrededor del 78 por ciento de la atmósfera está compuesta por nitrógeno. Pero los organismos vivos no pueden usarlo en su forma atmosférica: necesitan fijarlo y crear compuestos como nitratos o amoníaco. Los procesos biológicos desarrollados por los microbios que viven en las raíces de las plantas pueden acelerar este proceso.

Sin embargo, antes de que surgiera la vida se requería un proceso no biológico para iniciar la fijación de nitrógeno. Teniendo en cuenta que las descargas eléctricas pueden fijar nitrógeno y que los relámpagos son tan omnipresentes durante las erupciones volcánicas, los científicos pensaron que estos fenómenos podrían haber desempeñado un papel importante en el desencadenamiento del ciclo del nitrógeno, más aún considerando el intenso vulcanismo que caracterizó a la Tierra primitiva.

Una gran explosión producida en 2016 en el volcán Sakurajima, en el sur de Japón: la erupción volcánica produjo columnas de ceniza que se elevaron a varios kilómetros de altura. La ceniza ascendente produjo impresionantes relámpagos de descarga estática. Créditos: JMA/dutchsinse/YouTube.

Electricidad y vida

¿Cómo se producen los relámpagos volcánicos?. Según un artículo publicado en 2021 en The Conversation por el científico Alfonso Blázquez Castro, de la Universidad Autónoma de Madrid, durante la expulsión de los gases y la ceniza a través del cono volcánico se producen fuertes corrientes, que provocan turbulencias y un rozamiento muy intenso de los granos de ceniza y la lava expulsados. Este rozamiento da lugar a la carga eléctrica que, al alcanzar un determinado valor, provoca las descargas que observamos como relámpagos.

Ahora, los especialistas hallaron evidencias de que el nitrógeno en la atmósfera podría haber sido fijado por rayos volcánicos, que interactúan con las cenizas. El equipo dirigido por la geocientífica Adeline Aroskay, de la Universidad de la Sorbona, en París, Francia, halló nitratos incrustados en antiguos depósitos volcánicos.

De acuerdo a un artículo publicado en Science Alert, recogieron muestras de varios depósitos volcánicos de erupciones explosivas en Turquía y Perú, que tuvieron lugar hace entre 1,6 y 20 millones de años: buscaron específicamente nitratos, que son el producto final de la oxidación del nitrógeno. Descubrieron concentraciones significativas de nitratos en todos los depósitos, con características que indicaban que la mayor parte se formó durante erupciones volcánicas.

Estas conclusiones van en línea con distintas investigaciones previas, que marcaron la importancia de los relámpagos volcánicos en los inicios de la vida en la Tierra. También se sabe que los rayos que interactúan con los gases volcánicos podrían producir moléculas utilizadas por los seres vivos, como los aminoácidos. Todos estos hallazgos sugieren que la vida en nuestro planeta podría haber surgido cerca de los volcanes, para evolucionar posteriormente en respiraderos hidrotermales.

Referencia

Geological evidence of extensive N-fixation by volcanic lightning during very large explosive eruptions. Adeline Aroskay et al. PNAS (2024). DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2309131121