La evolución del planeta Tierra y el surgimiento de la vida durante sus primeros 500 millones de años están inextricablemente vinculados. con una serie de transformaciones planetarias:formación del océano, evolución de la atmósfera, y el crecimiento de la corteza y los continentes, que sustentan los trampolines ambientales hacia la vida. Pero cómo, y en que orden ¿Se fabricaron y ensamblaron los ingredientes para la vida en la Tierra?

El Programa de Astrobiología de la NASA ha otorgado una subvención de $ 9 millones para abordar la cuestión a través del proyecto Earth First Origins, dirigido por la profesora asistente del Instituto Politécnico Rensselaer, Karyn Rogers. El proyecto de cinco años busca descubrir las condiciones en la Tierra primitiva que dieron origen a la vida al identificar, replicando, y explorar cómo las moléculas prebióticas y las vías químicas podrían haberse formado en condiciones realistas de la Tierra primitiva.

"El planeta Tierra y la química de la vida comparten el mismo camino, ", dijo Rogers." Debido a esa coevolución, Podemos usar nuestra comprensión de los procesos planetarios fundamentales que ponen en movimiento el sistema de la Tierra para esbozar lo físico, químico, y mapa ambiental de la vida ".

Earth First Origins sirve como catalizador para el lanzamiento del Centro Rensselaer de Investigación y Educación en Astrobiología (RARE). El recién establecido Centro RARE se basa en la experiencia establecida a lo largo de más de tres décadas de investigación en astrobiología en Rensselaer, y reemplaza a su predecesor, el Centro de Astrobiología de Nueva York. Además de realizar una investigación fundamental sobre los orígenes de la vida y el potencial de vida en todo el universo, el Centro RARE apoyará una variedad de actividades educativas y de participación pública. Estos incluyen una serie de seminarios, un currículum secundario en astrobiología, la próxima escuela de verano Gateway to Early Earth, y un programa básico de educación de pregrado y posgrado.

"Rensselaer tiene una extensa historia de contribuciones significativas al campo de la astrobiología, y el proyecto Earth First Origins y el Centro de Educación e Investigación Astrobiológica Rensselaer serán adiciones tremendas a nuestro legado de descubrimiento, ", dijo la presidenta de Rensselaer, Shirley Ann Jackson." La colaboración global interdisciplinaria involucrada en estas iniciativas personifica el trabajo visionario en el que participamos como The New Polytechnic ".

Earth First Origins y el RARE Center unen a un equipo diverso de expertos en evolución planetaria, geoquímica de la Tierra primitiva, astrobiología prebiótica y experimental, y química analítica. Complementado por un equipo de biólogos moleculares, modeladores geoquímicos, y expertos en datos y visualización, el equipo de investigación aporta una gran experiencia preparada para lanzar un nuevo paradigma de investigación para estudiar los orígenes de la vida.

"En la Tierra primitiva existían varios tipos de entornos y muchos de ellos podrían haber sido el lugar de inicio de la vida, o la vida podría haber surgido a través de procesos que conectaban varios nichos ambientales, ", dijo Rogers." Queremos establecer el rango de posibles condiciones en diferentes entornos de la Tierra primitiva, replicarlos en el laboratorio, y comprender los factores particulares que contribuyen a la secuencia de síntesis químicas que conducen a la vida ".

El proyecto Earth First Origins establecerá la puerta de entrada a la Tierra primitiva, que consta de un espacio de laboratorio físico y un entorno virtual, el Early Earth Lab (eEL) y el Virtual Early Earth Portal (VeEP), ambos ubicados en Rensselaer. Gateway será un recurso para el equipo de Earth First Origins, así como los orígenes más amplios de la vida comunitaria, para acceder a entornos realistas de la Tierra primitiva, tanto experimentalmente como a través de modelos, y explorar su potencial para dar lugar a la química de la vida.

El Laboratorio de la Tierra primitiva albergará un conjunto de equipos experimentales utilizados para replicar los entornos de la Tierra primitiva. El eEL no solo apuntará a la temperatura, presión, y condiciones geoquímicas de la Tierra primitiva, pero también empleará técnicas experimentales novedosas para representar las conexiones dinámicas entre diferentes sistemas.

"La Tierra primitiva albergaba una amplia gama de entornos distintos. Al representar con precisión las interacciones agua-roca-atmósfera, o el flujo y la mezcla de fluidos a lo largo de gradientes térmicos y químicos, el eEL proporcionará una forma mucho mejor de explorar las vías químicas que surgieron durante los primeros tiempos de la Tierra ", dijo Bruce Watson, co-investigador y geoquímico y profesor del Instituto en Rensselaer.

El VeEP proporciona aplicaciones y herramientas para la integración de modelos geoquímicos y geofísicos, y la aplicación de técnicas de visualización de datos para explorar la gama de posibilidades en varios entornos terrestres primitivos. Adicionalmente, el VeEP permitirá a los investigadores registrar datos de experimentos, modelos y análisis en "cuadernos virtuales" que se introducen en un almacén de datos estructurado más grande y se accede a ellos a través del portal.