EL ELEMENTO

 Origen de la aparición del elemento y molécula esenciales para la vida

Las moléculas esenciales para la vida son:

Carbono: Se sintetiza a partir de una reacción de fusión en la que toman parte tres núcleos de helio 4, o partículas alfa. Dicha secuencia se conoce como proceso triple alfa.  

Científicos de la Universidad Rice sugieren que casi todo el carbono fundamental para la vida de la Tierra podría haber venido de una colisión entre la Tierra y un planeta embrionario similar a Mercurio, hace alrededor de 4.400 millones de años.

Nitrógeno: El nitrógeno también se encuentra en las rocas, incluyendo las que se encuentran en el interior del planeta. Hasta ahora, era difícil distinguir entre las fuentes de nitrógeno que venían del aire y las que venían del interior del manto terrestre cuando se medían los gases de los volcanes. 

Oxígeno: Apareció libre en la atmósfera hace entre 2450 y 2200 millones de años, los geólogos lo conocen como Evento de la Gran Oxidación (EGO), y fue seguido de su aumento hace unos 750 millones de años, pero no se conocían los detalles de esta evolución. 

Desde el punto de vista de las bacterias, la fotosíntesis tiene un problema molesto: genera oxígeno. Como no lo necesitan, lo liberan al aire. Fueron entonces las cianobacterias que liberaron oxígeno indeseado las que transformaron la atmósfera de la Tierra.

Hidrógeno: Proviene en su 95% de fuentes de energía fósiles: el gas natural y el petróleo, o la biomasa derivada de la madera. Fue descubierto por Henry Cavendish en 1766 cuando, al poner ácido sobre algunos metales, advirtió que se desprendía un gas inflamable desconocido hasta entonces.

¿De donde procede el carbono?

1. El carbón es el resultado de la acumulación de grandes restos de vegetales (hojas, maderas y cortezas) en sitios con gran cantidad de agua estancada, como los pantanos, y que con el paso del tiempo acaban transformándose en carbón.

2. El carbón se crea a partir de una reacción de fusión en la que toman parte tres núcleos de helio, o partículas alfa. Dicha secuencia se conoce como proceso triple alfa.

Según Fred Hoyle, si la temperatura es de unos 100.000º Kelvin, este proceso transcurre en dos etapas: Primero dos núcleos de helio se fusionan en uno de berilio, su vida media es de tan solo 10-17 segundos (es inestable). Sin embargo, si antes de desintegrarse este choca con otro núcleo de helio, puede formar un núcleo de carbono.

¿Cómo se ha producido una gran concentración en los seres vivos?

Al carbono se le conoce como “El ladrillo de la vida”. Es el elemento mas abundante en los seres vivos y representa aproximadamente el 50% de la masa total de las plantas y animales.

El 95% del cuerpo de los seres vivos se compone por sólo cuatro elementos: carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno. De ellos, el carbono es el más importante. Sin él, no podría formarse el ADN. Las proteínas, glúcidos, vitaminas y grasas también son compuestos de carbono.

Los átomos de carbono se unen entre sí formando largas cadenas que sirven de base para construir otras moléculas más complejas. Esta facilidad para enlazar moléculas es lo que permitió la evolución hasta los organismos vivos. En la tierra primitiva se dio una excelente combinación de grandes cantidades de carbono y agua, que fueron determinantes para el origen de la vida. El carbono es la base química de la vida.

¿DE DONDE PROCEDE EL AGUA?

El agua está formada por un átomo de oxígeno unido a dos de hidrógeno. Se sabe que el hidrógeno nació tras el Big Bang, y que el oxígeno proviene de estrellas muertas, pero eso no explica cómo ni cuándo se unieron estos átomos. 

Hace 60 años los astrónomos detectaron el agua en los criaderos de estrellas. Lograron por primera vez, detectar la presencia de agua en un núcleo pre-estelar, una fría acumulación de materia que más tarde se puede convertir en una estrella. Este núcleo se llama Lynds 1544. Allí, Herschel detectó agua suficiente como para llenar todos los océanos de la Tierra 2.000 veces.

Con el tiempo, este núcleo se convertirá en una protoestrella y colapsará sobre sí mismo a causa de la gravedad. A su alrededor se acumulará una nube giratoria de polvo y gas, llamada disco protoplanetario.

Aquí, en la Tierra, se pueden encontrar algunas pistas de cómo llega de los discos hasta los planetas. A pesar de que el agua cubre el 70% de la superficie, esta molécula sólo forma una pequeña parte de la masa total del planeta.

Por eso, se cree que en el nacimiento del Sistema Solar las zonas más cercanas al Sol estaban pobladas por planetas secos, sólidos y muy calientes, y que más tarde el bombardeo de objetos helados desde la periferia trajo el agua hasta el centro.

Herschel y otros analizaron no pudieron responder esta cuestión, porque el agua captada en los cometas no siempre es del mismo tipo que la presente en la Tierra.

Por lo que si el agua del planeta viniera de cometas, el agua de estos debería tener la misma proporción de deuterio e hidrógeno.

Pero la realidad es que no siempre ocurre así. El misterio del agua sigue sin haber sido desvelado. Una de las dificultades para estudiarlo es que esto no se puede hacer desde la Tierra. La atmósfera terrestre está cargada de humedad y hace imposible ver el agua más allá.