Para que a vida se desenvolva num planeta, são necessários certos elementos químicos em quantidades suficientes. O fósforo e o azoto são essenciais. O fósforo é vital para a formação do ADN e do ARN, que armazenam e transmitem a informação genética, e para o equilíbrio energético das células. O azoto é um componente essencial das proteínas, que são necessárias para a formação, estrutura e funcionamento das células. Sem estes dois elementos, não é possível desenvolver vida a partir de matéria sem vida.

Um estudo liderado por Craig Walton, pós-doutorado no Centro para a Origem e Prevalência da Vida da ETH Zurique, e pela professora Maria Schönbächler, também da da ETH Zurique, demonstrou agora que tem de haver fósforo e azoto suficientes quando o núcleo de um planeta é formado. "Durante a formação do núcleo de um planeta, é necessário que exista exatamente a quantidade certa de oxigénio para que o fósforo e o azoto possam permanecer na superfície do planeta", explica Walton, autor principal do estudo. Foi exatamente este o caso da Terra há cerca de 4,6 mil milhões de anos - um golpe de sorte química no Universo. Esta descoberta pode afetar a forma como os cientistas procuram vida noutros locais do Universo.

A formação de núcleos como uma espécie de roleta cósmica

Quando os planetas se formam, desenvolvem-se inicialmente a partir de rocha fundida. Durante este período, ocorre um processo de separação: os metais pesados, como o ferro, afundam-se e formam o núcleo, enquanto os metais mais leves formam o manto e, mais tarde, a crosta.

Se houver muito pouco oxigénio durante a formação do núcleo, o fósforo funde-se com metais pesados como o ferro e desloca-se para o núcleo. Este elemento deixa então de estar disponível para o desenvolvimento da vida. Por outro lado, a presença de demasiado oxigénio durante a formação do núcleo leva a que o fósforo permaneça no manto e o azoto tenha maior probabilidade de escapar para a atmosfera, acabando por se perder.

Uma zona química ideal

Walton e os seus coautores demonstraram, através de numerosas simulações, que só numa gama excecionalmente estreita de condições de oxigénio de nível médio é que o fósforo e o azoto permanecem no manto em quantidades suficientes.

"Os nossos modelos mostram claramente que a Terra se encontra precisamente dentro desta gama. Se tivéssemos tido um pouco mais ou um pouco menos de oxigénio durante a formação do núcleo, não teria havido fósforo ou azoto suficientes para o desenvolvimento da vida", diz Walton.

Os investigadores também demonstram que, durante a formação de outros planetas como Marte, os níveis de oxigénio estavam fora desta zona de equilíbrio. Em Marte, isto teve como resultado a existência de mais fósforo no manto do que na Terra, mas menos azoto, criando condições difíceis para a vida tal como a conhecemos.

Novos critérios para a procura de vida

As novas descobertas podem mudar a forma como os cientistas procuram vida noutros locais do Universo. Até agora, a atenção centrava-se predominantemente no facto de um planeta possuir ou não água. De acordo com Walton e Schönbächler, isso não é suficiente.

A quantidade de oxigénio disponível durante a formação de um planeta pode significar que muitos planetas são quimicamente inadequados para a vida desde o início, mesmo que haja água presente e que pareçam ter as condições adequadas para a vida.

A procura de sistemas solares semelhantes no Universo

Estes pré-requisitos químicos para a vida podem ser medidos indiretamente pelos astrónomos, observando outros sistemas solares com grandes telescópios. A quantidade de oxigénio presente num sistema solar para a formação de planetas depende da composição química da estrela hospedeira. A estrutura química da estrela molda todo o sistema planetário à sua volta, uma vez que os planetas são compostos principalmente do mesmo material que a sua estrela hospedeira.

Os sistemas solares que diferem significativamente do nosso em termos de composição química não são, por isso, bons locais para procurar vida noutras partes do Universo. "Isto torna a procura de vida noutros planetas muito mais específica. Devemos procurar sistemas solares com estrelas que se assemelhem ao nosso Sol", diz Walton.

// ETH Zurique (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)

Quer saber mais?

Discos protoplanetários:
Wikipedia
Formação planetária (Wikipedia)