Prebiotic experiments simulating hydrothermal vents: Influence of olivine in the decomposition of simple carboxylic acids

Experimentos prebióticos que simulan respiraderos hidrotermales: influencia del olivino en la descomposición de ácidos carboxílicos simples

Lucía A. González-López¹, María Colín-García^2,*, Adriana Meléndez-López², Jorge Cruz-Castañeda³, Alicia Negrón-Mendoza³

¹ Posgrado en Ciencias de la Tierra, Universidad Nacional Autónoma de México, Cd. Universitaria, Coyoacán, 04510, CDMX, Mexico.

² Instituto de Geología, Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Exterior s/n, Cd. Universitaria, Coyoacán, 04510, CDMX, Mexico.

³ Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Exterior S/N, Cd. Universitaria, Coyoacán, 04510, CDMX, Mexico.

* Corresponding author: (M. Colín-García) This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Cómo citar este artículo:

González-López, L.A., Colín-García, M., Meléndez-López, A., Cruz-Castañeda, J., Negrón-Mendoza, A., 2021, Prebiotic experiments simulating hydrothermal vents: Influence of olivine in the decomposition of simple carboxylic acids: Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana, 73 (3), A291220. http://dx.doi.org/10.18268/BSGM2021v73n3a291220

RESUMEN

Los sistemas hidrotermales se han propuesto como entornos favorables en la Tierra primitiva, en los cuales podrían haber ocurrido procesos de evolución química. La presencia de minerales y un flujo continuo de energía se destacan entre las condiciones más notables en dichos entornos. En esta investigación se estudió la descomposición de dos ácidos orgánicos. La radiación ionizante y el calor fueron las fuentes de energía seleccionadas para las pruebas de descomposición, ya que ambas están presentes de forma natural en los sistemas hidrotermales y, probablemente, estuvieron presentes en la Tierra primitiva. La radiación podría provenir de elementos inestables en minerales y el calor es la fuente de energía más abundante en los sistemas hidrotermales. Dado que los minerales juegan un papel clave en los experimentos de química prebiótica y son un componente esencial en ambientes hidrotermales, se probó el papel del olivino en la descomposición de los ácidos. Los resultados indican que ambos ácidos orgánicos se descomponen altamente cuando se irradian o se calientan. La radiación es más eficaz que el calentamiento para descomponer los ácidos carboxílicos y formar otros. Curiosamente, la presencia de olivino afecta la descomposición tanto en muestras calentadas como irradiadas, ya que tanto la velocidad de descomposición como la cantidad y tipo de productos varían en comparación con los experimentos sin el mineral. En todas las muestras se siguió la formación de otros ácidos carboxílicos. Se detectaron el ácido succínico, tricarballílico, cítrico y carboxisuccínico en experimentos de radiolisis de ácido acético. La radiolisis del ácido fórmico produjo oxálico y tartrónico. El calentamiento de las soluciones de ácido acético formó los ácidos succínicos, tricarballílico, cítrico y carboxisuccínico. Sin embargo, el calentamiento del ácido fórmico solo generó ácido oxálico. La presencia de olivino afectó la cantidad y el tipo de ácidos carboxílicos formados por la radiación y experimentos sobre calentamiento. Los sistemas hidrotermales naturales son entornos complejos y en ellos están presentes muchas variables. Nuestros resultados refuerzan la idea de que es necesaria una combinación de variables para una mejor simulación de estos entornos en experimentos de química prebiótica. Todas las variables podrían haber afectado las reacciones químicas prebióticas; y, por lo tanto, el papel de los sistemas hidrotermales en la química prebiótica podría ser mucho más complejo de lo que se pensaba.

Palabras clave: Sistemas hidrotermales, radiación ionizante, energía térmica, ácido acético, ácido fórmico, química prebiótica.