- Científicos estudian la química orgánica en meteoritos y revelan decenas de miles de moléculas basadas en carbono.
- El meteorito Murchison es una condrita carbonácea que contiene abundante materia orgánica.
- El estudio muestra que las huellas moleculares de los meteoritos Murchison y Aguas Zarcas difieren significativamente.
- La nueva técnica no solo revela la composición molecular, sino que también permite obtener imágenes de la estructura de moléculas individuales.
Científicos realizaron un estudio extraordinariamente detallado de la química orgánica preservada en dos meteoritos, revelando decenas de miles de moléculas basadas en carbono y mostrando por primera vez imágenes estructurales de moléculas individuales. La investigación reunió a científicos del National High Magnetic Field Laboratory (MagLab), la Florida State University y el Brookhaven National Laboratory. El equipo de investigación examinó fragmentos del meteorito Murchison, que cayó en Australia en 1969, y del meteorito Aguas Zarcas, que cayó en Costa Rica en 2019, utilizando el espectrómetro de masas de ultra alta resolución del MagLab y el microscopio de resolución atómica del Brookhaven.
Los resultados de la investigación se publicaron en The Planetary Science Journal.
Meteoritos como cápsulas químicas del tiempo
Los meteoritos pueden actuar como cápsulas químicas del tiempo, preservando materiales de la formación del sistema solar. El meteorito Murchison es especialmente valioso porque es una condrita carbonácea que contiene abundante materia orgánica y ha sido ampliamente estudiado desde su caída. El nuevo análisis empleó el espectrómetro de masas de resonancia ciclotrónica de iones con transformada de Fourier (FT-ICR) de 21 teslas del MagLab, capaz de distinguir una enorme cantidad de compuestos en mezclas extremadamente complejas. Antes del análisis, los investigadores disolvieron pequeños fragmentos del meteorito con disolventes orgánicos. Esta técnica reveló decenas de miles de moléculas basadas en carbono en cada meteorito.
Esta cifra no significa que los científicos hayan identificado decenas de miles de estructuras moleculares completamente únicas. El análisis de espectrometría de masas revela principalmente las fórmulas moleculares presentes, y distintas estructuras moleculares pueden compartir la misma fórmula.
El científico del Brookhaven Percy Zahl examinó moléculas individuales en el material del meteorito mediante un microscopio de fuerza atómica sin contacto de alta resolución. Esta técnica emplea una sonda extremadamente afilada que se desplaza sobre la superficie. El microscopio no toca físicamente la molécula, sino que mide las interacciones entre la sonda y el material para obtener imágenes de su estructura. Conocer la composición elemental de una molécula no siempre revela cómo están conectados sus átomos. Distintas disposiciones pueden producir moléculas con la misma fórmula química pero estructuras diferentes. Los investigadores señalan que obtener imágenes de moléculas individuales con éxito en mezclas tan complejas puede requerir un laborioso trabajo de entre varios días y varios meses.
El equipo de investigación señaló que esta es la tercera vez que se informa del uso de este tipo de microscopio en material meteorítico.
Características químicas de distintos meteoritos
Esta combinación ofreció eficazmente a los científicos dos perspectivas complementarias: la espectrometría de masas proporcionó un amplio inventario químico, mientras que el microscopio permitió revelar la estructura de moléculas seleccionadas. La comparación entre Murchison y Aguas Zarcas arrojó otro resultado importante. Aunque ambos meteoritos pertenecen a la misma clase de meteoritos ricos en carbono y presentan un aspecto similar, sus huellas moleculares difieren significativamente. Solo una parte relativamente pequeña de la composición de moléculas complejas se solapa. Esto sugiere que los cuerpos parentales de estos materiales experimentaron entornos químicos distintos durante su formación y su posterior evolución. Este resultado añade evidencias de que el sistema solar primitivo no era químicamente homogéneo.
Los asteroides pueden experimentar distintas combinaciones de calentamiento, alteraciones, reacciones impulsadas por agua y otros procesos, dejando características químicas únicas que finalmente son transportadas a la Tierra. El propio Murchison es especialmente antiguo. Los investigadores lo describen como de al menos 5.500 millones de años de antigüedad, lo que lo hace más viejo que la Tierra y proporciona una ventana a los materiales existentes antes de que se formara nuestro planeta.
Este hallazgo no demuestra que la vida, ni siquiera los precursores directos de la vida, provengan de estos meteoritos. En cambio, muestra la riqueza química de la materia extraterrestre. Los compuestos orgánicos están ampliamente presentes en los meteoritos, y algunos preservan materiales existentes antes o durante las primeras etapas de la formación del sistema solar. El meteorito Murchison ya había proporcionado anteriormente evidencias de granos presolares, diminutos materiales producidos antes del nacimiento del Sol y que sobrevivieron dentro del meteorito. El Field Museum de Chicago, que custodia la mayor parte del meteorito Murchison, lo describe como una de las condritas carbonáceas más ampliamente estudiadas.
El nuevo trabajo lleva esta investigación en una dirección más precisa: en lugar de preguntar simplemente qué elementos y moléculas sobrevivieron, comienza a determinar el aspecto real de moléculas extraterrestres individuales. Esta combinación de mapeo químico e imagen molecular podría ofrecer a los investigadores una visión más detallada del inventario orgánico del sistema solar primitivo y ayudarles a comprender mejor las condiciones químicas iniciales que dieron lugar a los planetas y, en última instancia, a la vida.
Lo que revela el estudio de meteoritos sobre el sistema solar primitivo
El estudio de los meteoritos ofrece profundas perspectivas sobre los entornos químicos del sistema solar primitivo. Las propiedades singulares del meteorito Murchison muestran que los meteoritos no solo preservan materiales de su época de formación, sino que también reflejan los procesos de evolución química de distintos asteroides. Estos hallazgos subrayan la diversidad química del sistema solar primitivo y aportan pistas importantes para comprender las condiciones que dieron origen a la vida. Los compuestos orgánicos presentes en los meteoritos podrían ser precursores de la vida, lo que impulsa aún más la búsqueda de vida extraterrestre.