Uma equipe internacional de cientistas publicou recentemente um estudo destacando o papel potencial dos sulfetos de ferro na formação da vida nas fontes termais terrestres da Terra primitiva. De acordo com os pesquisadores, os sulfetos podem ter catalisado a redução do dióxido de carbono gasoso em moléculas orgânicas pré-bióticas por meio de vias não enzimáticas.
Esse trabalho, que foi publicado na Nature Communications, oferece novas perspectivas sobre os ciclos de carbono primitivos da Terra e as reações químicas pré-bióticas, destacando a importância dos sulfetos de ferro no apoio à hipótese das fontes termais terrestres como origem da vida.
O estudo foi conduzido pelo Dr. NAN Jingbo, do Instituto de Geologia e Paleontologia de Nanjing da Academia Chinesa de Ciências, pelo Dr. LUO Shunqin, do Instituto Nacional de Ciências de Materiais do Japão, pelo Dr. Quoc Phuong Tran, da Universidade de New South Wales, na Austrália, e outros pesquisadores.
Os sulfetos de ferro, abundantes nos sistemas hidrotermais da Terra primitiva, podem ter facilitado reações químicas pré-bióticas essenciais, de forma semelhante à função dos cofatores nos sistemas metabólicos modernos. Estudos anteriores sobre sulfetos de ferro e a origem da vida focaram principalmente nas fontes hidrotermais alcalinas de águas profundas do oceano, que oferecem condições favoráveis, como alta temperatura, pressão, gradientes de pH e hidrogênio (H₂) proveniente da serpentinização — fatores que se acredita apoiarem a fixação de carbono pré-biótica.
No entanto, alguns cientistas propuseram as fontes termais terrestres como outro ambiente plausível para a origem da vida, devido ao seu rico conteúdo mineral, diversidade química e abundante luz solar.
Para explorar o papel dos sulfetos de ferro na fixação de carbono prebiótico terrestre, a equipe de pesquisa sintetizou uma série de sulfetos de ferro em escala nanométrica a partir da mackinawite, incluindo sulfeto de ferro puro e sulfetos de ferro dopados com elementos comuns das fontes termais, como manganês, níquel, titânio e cobalto.
Os experimentos mostraram que esses sulfetos de ferro poderiam catalisar a redução de CO₂ impulsionada por H₂ em temperaturas específicas (80–120 °C) e pressão atmosférica. A cromatografia gasosa foi utilizada para quantificar a produção de metanol.
O estudo descobriu que os sulfetos de ferro dopados com manganês apresentaram uma atividade catalítica notavelmente alta a 120 °C. Essa atividade foi ainda mais aumentada por luz UV-visível (300–720 nm) e luz UV-ampliada (200–600 nm), sugerindo que a luz solar poderia desempenhar um papel ao impulsionar essa reação, facilitando processos químicos. Além disso, a introdução de vapor d’água aumentou a atividade catalítica, reforçando a ideia de que fontes termais terrestres carregadas de vapor poderiam ter servido como locais-chave para a síntese orgânica não enzimática na Terra primitiva.
Para investigar mais a fundo o mecanismo por trás da redução de CO₂ impulsionada por H₂, a equipe realizou análises in situ usando espectroscopia de reflectância difusa no infravermelho por transformada de Fourier (DRIFTS).
Os resultados indicaram que a reação provavelmente segue a via do deslocamento reverso de água-gás (RWGS), na qual o CO₂ é primeiro reduzido a monóxido de carbono (CO), que é subsequentemente hidrogenado para formar metanol. Cálculos de teoria do funcional da densidade (DFT) forneceram insights adicionais, revelando que o dopagem com manganês não apenas reduziu a energia de ativação da reação, mas também introduziu sítios altamente eficientes para transferência de elétrons, aumentando assim a eficiência da reação. As características redox dos sulfetos de ferro fazem com que eles sejam funcionalmente análogos às enzimas metabólicas modernas, fornecendo uma base química para a fixação de carbono prebiótica.
Esta pesquisa destaca o potencial dos sulfetos de ferro para catalisar a fixação prebiótica de carbono nas fontes termais terrestres da Terra primitiva, abrindo novas direções para explorar a origem da vida e apoiando os esforços para buscar vida extraterrestre.
