Um produto químico mortal congelado no gelo pode ter provocado vida na Terra
Um produto químico conhecido pelo seu perigo para os seres humanos pode ter desempenhado um papel inesperado nos primeiros passos para a vida na Terra. O cianeto de hidrogênio, que é altamente venenoso, pode congelar em cristais em baixas temperaturas. Simulações de computador publicadas em Ciência Central ACS sugerem que certas superfícies desses cristais são incomumente reativas, permitindo a ocorrência de processos químicos que normalmente não podem acontecer em condições tão frias. Segundo os investigadores, estas reações podem ter desencadeado uma cadeia de eventos que produziu vários dos blocos de construção fundamentais da vida.
“Podemos nunca saber exatamente como a vida começou, mas compreender como alguns dos seus ingredientes tomam forma está ao nosso alcance. O cianeto de hidrogénio é provavelmente uma fonte desta complexidade química, e mostramos que pode reagir surpreendentemente rapidamente em locais frios”, diz Martin Rahm, o autor correspondente do estudo.
Cianeto de hidrogênio além da Terra e na química inicial
O cianeto de hidrogênio não é raro no universo. Foi detectado em cometas e nas atmosferas de planetas e luas (por exemplo, na lua de Saturno, Titã). Quando o cianeto de hidrogênio interage com a água, pode dar origem a polímeros, aminoácidos e nucleobases (componentes de proteínas e fitas de DNA, respectivamente). Para entender melhor o quão reativa essa molécula pode ser, Marco Capelletti, Hilda Sandström e Martin Rahm usaram modelagem computacional para estudar o cianeto de hidrogênio em seu estado congelado.
Nas suas simulações, a equipa modelou um cristal estável de cianeto de hidrogénio com a forma de um longo cilindro com cerca de 450 nanómetros de comprimento. A estrutura incluía uma base arredondada e um topo com múltiplas faces planas que lembravam uma pedra preciosa lapidada. Este desenho corresponde muito a observações anteriores de formações cristalinas descritas como “teias de aranha”, que se espalham a partir de um ponto central onde as extremidades multifacetadas se encontram.
Química Inesperada no Frio Extremo
Os cálculos mostraram que esses cristais congelados poderiam promover reações químicas que normalmente estão ausentes em ambientes extremamente frios. Ao analisar o comportamento químico das superfícies cristalinas, os pesquisadores identificaram duas vias de reação que poderiam transformar o cianeto de hidrogênio em isocianeto de hidrogênio, um composto mais reativo. Dependendo da temperatura, esta conversão pode acontecer em minutos ou vários dias. Os pesquisadores observam que ter isocianeto de hidrogênio na superfície do cristal aumenta a probabilidade de que moléculas prebióticas ainda mais complexas possam se formar ali.
Testando as previsões no laboratório
A equipe espera que suas descobertas inspirem experimentos de laboratório para testar essas previsões. Uma abordagem proposta envolve esmagar cristais de cianeto de hidrogênio na presença de substâncias como água para expor superfícies cristalinas frescas. Os cientistas puderam então observar se estas superfícies promovem a formação de moléculas complexas sob condições extremamente frias.
Os autores reconhecem o financiamento do Conselho Sueco de Pesquisa e da Infraestrutura Acadêmica Nacional para Supercomputação na Suécia.
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