Uma nova tecnologia lança luz sobre um mistério de longa data: como se originou a vida na Terra? Antes do surgimento da vida na Terra, no que os pesquisadores chamam de estágio pré-biológico, a atmosfera era menos densa. Isso significa que a radiação de alta energia vinda do espaço está em toda parte e ioniza as moléculas.
Foi levantada a hipótese de que a exposição de pequenas poças contendo uréia, um composto orgânico crucial para a formação de nucleobases, a essa radiação intensa causou a conversão da uréia em produtos de reação. Esses produtos são os blocos de construção da vida: DNA e RNA.
Mas para compreender melhor este processo, os cientistas precisam de estudar mais profundamente o mecanismo por detrás da ionização e da reacção da ureia, bem como a via de reacção e o consumo de energia.
Uma equipe colaborativa internacional composta pelo autor correspondente Yin Zhong, atualmente professor associado do Centro Internacional de Inovação e Inteligência de Radiação Síncrotron (SRIS) da Northeastern University, e colegas da Universidade de Genebra (UNIGE), ETH Zurique (ETHZ), e a Universidade de Hamburgo, revelou mais informações através de um método inovador de espectroscopia de raios X.
Esta tecnologia utiliza uma fonte de luz geradora de harmônicos de alta ordem e um ejetor de plano líquido submícron, permitindo aos pesquisadores examinar reações químicas que ocorrem em líquidos com precisão temporal incomparável. Mais importante ainda, este método inovador permite aos investigadores estudar as mudanças complexas na molécula de ureia ao nível do femtossegundo, ou um quatrilionésimo de segundo.
"Demonstramos pela primeira vez a reação das moléculas de uréia após a ionização. A radiação ionizante destrói a biomolécula de uréia. Mas no processo de dissipação da energia da radiação, a uréia passa por um processo dinâmico que ocorre na escala de tempo de femtossegundos", disse Yin.
Estudos anteriores de reações moleculares foram limitados à fase gasosa. Para estender esta pesquisa aos ambientes aquosos, ambiente natural dos processos bioquímicos, a equipe teve que projetar um dispositivo capaz de produzir jatos líquidos ultrafinos com menos de um milionésimo de metro de espessura no vácuo. Fluxos líquidos mais espessos absorvem alguns dos raios X, dificultando as medições.
Yin, que atua como pesquisador-chefe, acredita que sua descoberta não responde apenas como a vida na Terra se formou. Também abriu um novo caminho na nova ciência da química atômica. "Pulsos de luz mais curtos são necessários para compreender as reações químicas em tempo real e avançar no campo da attoquímica. Nosso método permite que os cientistas observem filmes moleculares, rastreando cada etapa do processo ao longo do caminho."