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“¿Qué tienen en común las tormentas de polvo del Sáhara, los rayos volcánicos y los discos que orbitan alrededor de una estrella?”, se preguntaron recientemente un grupo de científicos austriacos y estadounidenses.
La respuesta, en apariencia sencilla, la ofrecen ellos mismos: “una pequeña chispa que transfiere carga es el núcleo de estos fenómenos”. De hecho, agregan, este fenómeno pudo haber proporcionado la energía necesaria para dar origen a la vida en la Tierra.
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En la década de 1950, continúan, los científicos sugirieron que la energía de rayos volcánicos podría haber ayudado a convertir las moléculas primordiales en los primeros aminoácidos, los componentes básicos de las proteínas.
Y, aunque este tipo de interacciones en la naturaleza son muy comunes, los científicos todavía no han podido determinar qué es lo que provoca que el intercambio de carga fluya en una dirección determinada entre sólidos aislantes.
Esto ha sido un misterio que por décadas ha concentrado el trabajo de investigadores alrededor del mundo. Hasta ahora. Un grupo de científicos, liderados por Scott Waitukaitis, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA), afirma haber encontrado “la pieza que faltaba en el rompecabezas”.
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En un estudio publicado recientemente en la reconocida revista académica Nature, señalan que la pieza faltante se conoce como moléculas ambientales basadas en el carbono en las superficies de los materiales.
Para llegar a esta conclusión, los investigadores llevaron a cabo una serie de experimentos sobre uno de los materiales sólidos más comunes del universo: la sílice.
Saltándose varios detalles técnicos y algunos tropiezos que tuvieron los científicos con sus experimentos, la respuesta empezó a surgir cuando los investigadores “hornearon” la sílice.
Tras contactar otros grupos que estudian las superficies de los materiales y que pueden medir su composición para saber cómo eran antes y después del horneado, los científicos descubrieron que someter los materiales a este tratamiento, un procedimiento estándar en la ciencia de superficies, “les despojaba de su recubrimiento natural de especies de carbono ambiental”, explicó Galien Grosjean, exinvestigador del ISTA y uno de los autores del estudio.
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Aunque los materiales tienen tendencias intrínsecas, agregaron los investigadores, el recubrimiento de carbono también influye. “En este caso, sabíamos que el carbono era importante, pero aún no era la prueba definitiva”, señaló Grosjean.
Waitukaitis, quien lideró el trabajo, apuntó que “la mayoría de estos materiales en la naturaleza son pequeñas partículas de menos de un milímetro. Se cargan al chocar, frotarse y rodar unas sobre otras. Por eso se cargan la arena del desierto, las nubes de ceniza volcánica y las partículas de polvo”.
Ahora, los investigadores se preparan para abordar preguntas más amplias, como si este fenómeno ocurre en los discos protoplanetarios, donde nacen los sistemas planetarios.
“Algunos modelos actuales de formación planetaria se basan en un efecto predominante de la carga. Como tal, nuestra investigación podría haber arrojado luz sobre el mecanismo subyacente a las chispas de la creación”, concluyó el científico.
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