Reducción del nitrógeno abiótico en la Tierra primitiva

Área de la Ciencia:

• La geoquímica es la geoquímica.
• Astrobiología Astrobiología.
• La mineralogía es la Mineralogía.

Sus antecedentes:

• La producción de precursores orgánicos es vital para el origen de la vida.
• El nitrógeno (N2) es menos eficiente para la síntesis orgánica que el amoníaco.
• Se presumió que las condiciones de reducción de la Tierra primitiva favorecían el amoníaco, pero carecía de pruebas experimentales.

Objetivo del estudio:

• Investigar experimentalmente la fijación de nitrógeno catalizado por minerales en el amoníaco.
• Determinar la viabilidad de la producción de amoníaco en condiciones tempranas de la corteza terrestre e hidrotermales.
• Para evaluar el papel del amoníaco en la resolución de la paradoja temprano-desvanecido-Sol.

Principales métodos:

• Experimentos de reducción catalizada por minerales de N2, NO2 y NO3 a amoníaco.
• Condiciones simuladas de la corteza terrestre y del sistema hidrotermal oceánico (300 800 °C, 0,1 0,4 GPa).
• Análisis de la estabilidad de las especies de nitrógeno a altas temperaturas (por encima de 800°C).

Principales resultados:

• Se ha demostrado la síntesis de amoníaco catalizado por minerales a partir de N2, NO2- y NO3- entre 300800°C y 0,10,4 GPa.
• Se estableció que solo el N2 es estable por encima de 800 °C, lo que limita la formación de amoníaco atmosférico durante la acreción en caliente.
• Reducción de N2 catalizada por minerales indicada como una fuente potencialmente significativa de amoníaco para el océano Hadeo.

Conclusiones:

• La reducción de N2 catalizada por minerales probablemente proporcionó amoníaco crucial al océano Hadeano temprano.
• El intercambio hidrotermal de amoníaco podría haber suministrado amoníaco atmosférico, resolviendo así la paradoja del Sol débil temprano.
• Esta investigación proporciona apoyo experimental para el papel del amoníaco en la química prebiótica y las primeras condiciones atmosféricas de la Tierra.