Polvere cosmica: una fonte chiave di fosforo per la vita sulla Terra

Quando la Terra si formò 4,5 miliardi di anni fa, qualsiasi fosforo presente probabilmente affondò nel nucleo fuso a causa delle distinte proprietà chimiche dell’elemento. Tuttavia, il fosforo è essenziale per la vita; si trova nel DNA, nell’RNA e in altre importanti molecole biologiche. Quindi è probabile che il fosforo che ha reso possibile la vita sia stato trasportato sulla superficie terrestre da origini extraterrestri e studi precedenti hanno suggerito i meteoriti come potenziali fonti.

La polvere cosmica può fornire fosforo nell’atmosfera terrestre

Ora, Plane et al. presentano una nuova analisi che suggerisce che particelle extraterrestri molto più piccole note come polvere cosmica possono fornire fosforo nell’atmosfera terrestre, dove una serie di reazioni chimiche riconfezionano l’elemento in forme biologicamente utili, vale a dire fosfiti metallici e fosfati, che alla fine si depositano sulla superficie terrestre.

All’ingresso nell’atmosfera, l’attrito dell’aria fa sì che la polvere cosmica subisca un processo di vaporizzazione e fusione noto come ablazione. La nuova ricerca si basa su lavori precedenti in cui frammenti meteorici delle dimensioni di polvere cosmica sono stati riscaldati a flash per simulare l’ablazione ed è stato rilevato il rilascio di molecole contenenti fosforo. La modellizzazione computazionale di questo processo ha fornito ulteriore supporto alla polvere cosmica come fonte significativa di fosforo sulla superficie terrestre.

I ricercatori hanno costruito una rete di reazioni chimiche che delineano il processo specifico mediante il quale l’ablazione della polvere cosmica potrebbe produrre molecole di fosforo biologicamente utili. Per fare ciò, hanno combinato i risultati del mondo reale di studi di laboratorio sulle reazioni chimiche con previsioni teoriche per reazioni che non sono ancora state studiate in laboratorio. Quindi i ricercatori hanno incorporato la rete di reazione in un modello climatico globale.

La rete di reazioni e le simulazioni del modello forniscono un nuovo supporto per l’ablazione della polvere cosmica e le successive reazioni chimiche come fonte di forme biologicamente utili di fosforo. Queste molecole sono incorporate in minuscole particelle di “fumo meteorico” che si depositano sulla superficie terrestre. Gli autori suggeriscono che le particelle potrebbero essere una fornitura significativa e continua di fosforo per la vita sulla Terra.

Inoltre, i ricercatori prevedono quali regioni, all’anno, potrebbero ricevere la maggior quantità di fosforo fornita dalla polvere cosmica, in particolare le Montagne Rocciose settentrionali, l’Himalaya e le Ande meridionali. Prevedono anche che uno stretto strato atmosferico di OPO, una molecola contenente fosforo, potrebbe circondare la Terra a 90 chilometri dalla sua superficie.

La ricerca futura potrebbe confermare l’esistenza dello strato previsto. I ricercatori potrebbero anche esplorare il possibile ruolo della polvere cosmica, il fosforo rilasciato durante l’ascesa della vita sulla Terra, quando quantità limitate di fosforo potrebbero aver limitato l’attività biologica.

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista American Geophysical Union.

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