A evolução do planeta Terra e o surgimento da vida durante seu primeiro meio bilhão de anos estão inextricavelmente ligados, com uma série de transformações planas - formação do oceano, evolução da atmosfera, e o crescimento da crosta e dos continentes - sustentando os degraus ambientais para a vida. Mas como, e em que ordem, foram os ingredientes para a vida na Terra fabricados e montados?

O Programa de Astrobiologia da NASA concedeu uma doação de US $ 9 milhões para lidar com a questão por meio do projeto Earth First Origins, liderado pelo Rensselaer Polytechnic Institute Professor Assistente Karyn Rogers. O projeto de cinco anos busca descobrir as condições na Terra primitiva que deram origem à vida, identificando, replicando, e explorando como moléculas prebióticas e vias químicas poderiam ter se formado sob condições realistas da Terra primitiva.

"O planeta Terra e a química da vida compartilham o mesmo caminho, "disse Rogers." Por causa dessa coevolução, podemos usar nossa compreensão dos processos planetários fundamentais que colocam o sistema terrestre em movimento para esboçar o físico, químico, e mapa ambiental para a vida. "

O Earth First Origins serve como catalisador para o lançamento do Rensselaer Astrobiology Research and Education (RARE) Center. O recém-criado Centro RARE baseia-se na experiência adquirida ao longo de mais de três décadas de pesquisa em astrobiologia em Rensselaer, e substitui seu antecessor, o Centro de Astrobiologia de Nova York. Além de conduzir pesquisas fundamentais sobre as origens da vida e o potencial da vida em todo o universo, o Centro RARE apoiará uma série de atividades de educação e engajamento público. Isso inclui uma série de seminários, um menor curricular em astrobiologia, a próxima Escola de Verão Gateway to Early Earth, e um programa básico de graduação e pós-graduação.

"Rensselaer tem uma extensa história de contribuições significativas para o campo da astrobiologia, e o projeto Earth First Origins e o Rensselaer Astrobiology Research and Education Center serão um acréscimo extraordinário ao nosso legado de descobertas, "disse a presidente da Rensselaer, Shirley Ann Jackson." A colaboração global interdisciplinar envolvida nessas iniciativas resume o trabalho visionário em que nos engajamos como The New Polytechnic. "

Earth First Origins e o RARE Center unem uma equipe diversificada de especialistas em evolução planetária, geoquímica da Terra primitiva, astrobiologia pré-biótica e experimental, e química analítica. Complementado por uma equipe de biólogos moleculares, modeladores geoquímicos, e especialistas em dados e visualização, a equipe de pesquisa traz uma vasta experiência preparada para lançar um novo paradigma de pesquisa para estudar as origens da vida.

"Vários tipos de ambientes existiam na Terra primitiva e muitos deles poderiam ter sido o local de partida da vida, ou a vida poderia ter surgido por meio de processos que conectaram vários nichos ambientais, "disse Rogers." Queremos estabelecer a gama de condições possíveis em diferentes ambientes da Terra primitiva, replicá-los no laboratório, e compreender os fatores específicos que contribuem para a sequência de sínteses químicas que levam à vida. "

O projeto Earth First Origins estabelecerá o Portal para a Terra Primitiva, que consiste em um espaço de laboratório físico e um ambiente virtual, o Early Earth Lab (eEL) e o Virtual Early Earth Portal (VeEP), ambos alojados em Rensselaer. O Gateway será um recurso para a equipe Earth First Origins, bem como as origens maiores da comunidade de vida, para acessar ambientes realistas da Terra primitiva, tanto experimentalmente quanto por meio de modelos, e explorar seu potencial para dar origem à química da vida.

O primeiro laboratório da Terra abrigará um conjunto de equipamentos experimentais usados ​​para replicar os primeiros ambientes da Terra. O enguia não irá apenas atingir a temperatura, pressão, e as condições geoquímicas da Terra primitiva, mas também empregará novas técnicas experimentais para representar as conexões dinâmicas entre diferentes sistemas.

"A Terra primitiva hospedou uma ampla gama de ambientes distintos. Ao representar com precisão as interações água-rocha-atmosfera, ou o fluxo e a mistura de fluidos ao longo de gradientes térmicos e químicos, a enguia fornecerá uma maneira muito melhor de explorar as vias químicas que surgiram durante os primeiros tempos da Terra ", disse Bruce Watson, co-investigador, geoquímico e professor do Instituto em Rensselaer.

O VeEP fornece aplicativos e ferramentas para integração de modelos geoquímicos e geofísicos, e aplicando técnicas de visualização de dados para explorar a gama de possibilidades em vários ambientes primitivos da Terra. Adicionalmente, o VeEP permitirá que pesquisadores registrem dados de experimentos, modelos, e análises em "cadernos virtuais" que são inseridos em um data warehouse estruturado maior e acessados ​​por meio do portal.