Foto: www.universetoday.com
Nu vom cunoaște, poate, niciodată exact momentul în care viața a început pe Terra, dar cercetarea științifică poate explora evenimentele care au dus la acel moment. Cercetătorii au făcut multe progrese în găsirea elementelor constitutive ale vieții și în înțelegerea modului în care s-au format.
O nouă cercetare din ACS Central Science arată că cianura de hidrogen (HCN) poate juca un rol important în chimia vieții. Oamenii de știință știu că, atunci când este combinată cu apa, HCN poate forma polimeri, aminoacizi și nucleobaze. Poate părea ironic faptul că HCN ar putea fi implicat în apariția vieții, deoarece este un compus puternic și extrem de toxic. Însă chimia poate fi o lume ciudată și, deși HCN poate fi toxic pentru oameni, are și alte proprietăți chimice care pot ajuta la viață.
Unele cercetări arată că suprafața Terrei a fost lovită de asteroizi în timpul „Bombardamentului Intens Târziu”, creând prezența HCN pe suprafața planetei și, de asemenea, că este abundent în alte părți ale Sistemului Solar și dincolo de acesta.
Molecula stranie este cunoscută pentru caracteristici neobișnuite. „De exemplu, cristalele de HCN prezintă o serie de proprietăți rare, inclusiv piroelectricitate și capacitatea de a străluci și a sări în anumite condiții”, scriu autorii acestei cercetări.
Pentru a încerca să înțeleagă HCN și relația sa cu originea vieții, cercetătorii au efectuat simulări pe computer ale HCN înghețat. Au simulat un cristal stabil de HCN ca un cilindru lung de 450 nm. Au corelat forma sa cu observațiile cunoscute ale „pânzelor de păianjen” de cristale de HCN. Aceste „pânze de păianjen” se ramifică dintr-un punct central, iar capetele cu multiple fațete care arată ca niște pietre prețioase tăiate se unesc. Capetele, sau vârfurile, au câmpuri electrice foarte puternice.
„Sugerem că, combinația vârfurilor de polaritate opusă ajută la explicarea structurii de pânză de păianjen a HCN solid și că fractura poate expune tranzitoriu suprafețe energetice, capabile de cataliză la temperatură scăzută”, scriu autorii. Comportamentul de săritură al HCN menționat anterior poate crăpa violent structura cristalină, expunând aceste capete și câmpurile lor electrice puternice.
Una dintre reacțiile catalitice ale HCN este formarea izocianurii (HNC) pe cristalele de HCN. HNC este un element constitutiv critic în sinteza moleculelor complexe și a elementelor constitutive organice. HNC este ca o punte mai reactivă între moleculele anorganice simple și polimerii biologici complecși.
Cercetătorii au descoperit că, cristalele pot favoriza reacții chimice care nu au loc de obicei în medii reci. Întrucât HCN se găsește în nori de gaz rece, comete reci și pe Titan, luna înghețată a lui Saturn, descoperirea este semnificativă în astrochimie. Și întrucât HNC este chiar mai reactiv decât HCN, crearea sa este importantă. HNC a apărut în simulări în câteva ore sau zile, iar prezența sa sugerează, de asemenea, că acolo s-ar putea forma și precursori prebiotici și mai complecși.
Simulările sunt instrumente puternice, dar următorul pas este experimentarea.
„Validarea predicțiilor noastre ar beneficia de studii de laborator privind chimia suprafeței HCN în condiții criogenice”, scriu autorii.
Următoarele sunt și observații astrochimice mai detaliate.
„Eforturile observaționale care vizează raporturile HNC/HCN în diferite medii și temperaturi ar putea limita și mai mult relevanța și prevalența acestor mecanisme în condiții astrofizice”, conchid autorii.
