I fulmini delle grandi eruzioni vulcaniche potrebbero aver dato origine alla vita sulla Terra

Circa il 78% dell'atmosfera terrestre è costituito da azoto. Tuttavia, la forma in cui si trova questo elemento (composto da due atomi fortemente legati) diventa utile per la vita solo quando viene separato e combinato con altri elementi per formare nitrati.

Alcuni primi studi teorici avevano già proposto che i raggi vulcanici potessero contribuire alla fissazione dell'azoto nei primi ambienti pre-biotici della Terra, ma mancavano ancora le prove geologiche.

Ora, uno studio pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) da un team internazionale di ricercatori ha suggerito, attraverso analisi geologiche, che i fulmini delle eruzioni vulcaniche potrebbero aver dato inizio alla vita sulla Terra.

Come possono i raggi vulcanici aver dato origine alla vita?

Oggi alcuni microrganismi, come i batteri, sono in grado di "fissare" l'azoto gassoso, convertendolo in composti come il nitrato. Ma all'inizio della storia della Terra, qualcosa di non biologico avrebbe dovuto avviare il processo. "I batteri che fissano l'azoto non esistevano quando la vita si è evoluta, quindi deve esserci stata una fonte non biologica fin dall'inizio", ha detto Slimane Bekki (Università Sorbona di Parigi), coautore dello studio.

È qui che entra in gioco il fulmine. Questo fenomeno naturale ad alta energia ha la capacità di scomporre gli atomi di azoto, che possono poi combinarsi con l'ossigeno per formare ossidi di azoto (NOx) e, infine, nitrati (NO3). È noto che durante una grande eruzione vulcanica si verificano molti fulmini.

I ricercatori hanno analizzato i depositi vulcanici provenienti da grandi eruzioni esplosive in Perù, Turchia e Italia e sono rimasti sorpresi nel trovare una quantità significativa di nitrato in alcuni strati.

Le analisi geochimiche, compresi i multi-isotopi dell'ossigeno, hanno indicato che questo nitrato è il prodotto finale dell'ossidazione della fissazione dell'azoto atmosferico da parte dei fulmini vulcanici. "Ma è stata la quantità a sorprendere. È davvero enorme", ha detto Bekki. Tutto indica quindi che i nitrati sono stati probabilmente generati dai raggi vulcanici.

E questo processo potrebbe aver fornito l'azoto necessario alle prime forme di vita per evolversi e prosperare qui sulla Terra.

La vulcanologa e professoressa di Scienze della Terra presso l'Università di Oxford, Tamsin Mather, afferma che la conclusione di questo studio ha senso. "Ci aspettiamo che eruzioni vulcaniche come quelle studiate nell'articolo generino fulmini significativi, quindi è abbastanza possibile che i fulmini vulcanici abbiano dato origine a questo segnale", ha dichiarato in un'intervista.

Secondo gli autori, questa scoperta fornisce la prova geologica mancante del ruolo delle eruzioni esplosive nei processi ad alta intensità energetica, essenziali per fornire i mattoni della vita durante la sua comparsa sulla Terra.

Riferimenti alla notizia:

Aroskay, A. et al. Geological evidence of extensive N-fixation by volcanic lightning during very large explosive eruptions. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), v. 121, n. 7, 2023.