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Published on: August 14, 2017
Una posible crisis de nitrógeno para la vida arcaica debido a la reducción de la fijación de nitrógeno por un rayo
R Navarro-González1, C P McKay, D N Mvondo
1Laboratorio de Química de Plasmas y Estudios Planetarios, Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Exterior, Ciudad Universitaria, México Distrito Federal 04510, Mexico. Navarro@nuclecu.unam.mx
Nature
|July 14, 2001
Resumen
La fijación de nitrógeno impulsada por rayos disminuyó significativamente en la Tierra temprana a medida que disminuían los niveles de dióxido de carbono. Esta reducción puede haber estimulado la evolución de la fijación biológica del nitrógeno para satisfacer las demandas de nutrientes esenciales de la vida.
Área de la Ciencia:
- La geoquímica es la geoquímica.
- Biogeoquímica La biogeoquímica es la bioquímica.
- Astrobiología Astrobiología.
Sus antecedentes:
- El nitrógeno es crucial para la vida, pero el N2 atmosférico no está disponible en gran medida.
- La fijación del nitrógeno abiótico, principalmente a través del rayo, suministró el nitrógeno de la Tierra temprana.
- La transición a la fijación biológica del nitrógeno no se entiende bien.
Objetivo del estudio:
- Para simular las condiciones de los primeros rayos de la Tierra y evaluar las tasas de fijación de nitrógeno.
- Para investigar el impacto de la composición cambiante de la atmósfera en la fijación del nitrógeno abiótico.
- Explorar el desencadenante potencial para la evolución de la fijación biológica del nitrógeno.
Principales métodos:
- Simulación experimental de rayos en varias composiciones atmosféricas del Hadeano y Arcaico.
- Análisis de la producción de óxido nítrico bajo diferentes concentraciones de CO2 y N2.
- Modelado de las tasas de fijación de nitrógeno a través de escalas de tiempo geológicas.
Principales resultados:
- La producción de óxido nítrico por rayos disminuyó en dos órdenes de magnitud a medida que el CO2 atmosférico disminuyó durante el Arqueo.
- Esta reducción en el suministro de nitrógeno abiótico se produjo hasta hace aproximadamente 2.200 millones de años.
- Pos-2.2 Gyr, el aumento del oxígeno o el metano probablemente introdujeron fuentes alternativas de nitrógeno abiótico.
Conclusiones:
- Una disminución temporal pero significativa en el nitrógeno fijado por rayos puede haber ocurrido en el Arqueo.
- Esta "crisis" de nitrógeno podría haber impulsado el desarrollo de la fijación biológica del nitrógeno.
- Comprender el ciclo de nitrógeno de la Tierra temprana es clave para descifrar los orígenes del nutriente clave de la vida.
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