La pirita pudo jugar un papel importante en el origen de la vida

El nitrógeno es un elemento químico esencial para la vida, pues se trata de uno de los componentes de las enzimas y los genes. Aunque la atmósfera terrestre está compuesta en casi un 80% por nitrógeno molecular, N2, se trata de un compuesto excepcionalmente inerte (no reacciona fácilmente con otros compuestos debido a la elevada energía que se requiere para romper cada uno de los tres enlaces del compuesto) y no puede ser utilizado directamente por la mayoría de los seres vivos. Para ello es necesario que el nitrógeno molecular se combine con oxígeno o hidrógeno para formar compuestos como óxidos o amonio, que sí pueden ser incorporados a la biosfera. A este proceso mediante el cual el nitrógeno puede ser utilizado por los microorganismos se le denomina fijación del nitrógeno.

En la actualidad, la fijación de nitrógeno en la Tierra es predominantemente biológica, y se produce por la conversión de nitrógeno molecular a amoníaco a través de reacciones químicas catalizadas por enzimas. Pero, dada la necesidad de disponer de nitrógeno, un requisito previo para el origen y la evolución de la vida en la Tierra es la existencia de procesos abióticos (sin intervención de los seres vivos) que proporcionen una fuente de nitrógeno en una forma que sea bioquímicamente utilizable.

Debido a la elevada energía necesaria para romper el enlace del nitrógeno, algunos de los mecanismos abióticos de fijación de nitrógeno que se han postulado en la Tierra tuvieron que ser muy enérgicos, como los aparatos eléctricos atmosféricos, el vulcanismo o los impactos meteoríticos en los antiguos océanos.

Cámara de simulación de atmósferas y superficies planetarias (PASC, Planetary Atmosphere and Surfaces Chamber) del Centro de Astrobiología. (Foto: CAB)

Un nuevo estudio realizado por investigadores del Centro de Astrobiología (España) que se ha publicado en la revista Scientific Reports demuestra que la superficie de pirita (sulfuro de hierro) induce la fijación abiótica de nitrógeno atmosférico sobre la superficie de dicho mineral. “Hemos descubierto que, mediante fotocatálisis inducida por radiación ultravioleta en la pirita, se produce la fijación de nitrógeno en forma de sulfato de amonio, el cual puede ser liberado al estar en contacto con una disolución acuosa”, explica Eva Mateo-Martí, investigadora del CAB y autora principal del estudio. “Dicho proceso puede tener relevantes implicaciones tanto en química prebiótica como en diferentes ambientes planetarios para habitabilidad y origen de la Vida”, añade.

El presente estudio ha sido realizado en condiciones controladas en la cámara de simulación de atmosferas y superficies planetarias (PASC, de Planetary Atmosphere and Surfaces Chamber) en el Centro de Astrobiología, y mediante espectroscopia infrarroja (IR) y de fotoemisión de rayos X (XPS) se ha podido confirmar e identificar el compuesto fijado en superficie. (Fuente: UCC-CAB)