Інгредієнти для утворення життя, виявлені в метеоритах, що впали на Землю

Дві космічні породи, що збилися зі шляху і в 1998 році врізалися в Землю, після обертання мільярди років, у поясі астероїдів Сонячної системи, мають спільні інгредієнти для життя.

Вони є першими метеоритами, які містять як рідку воду, так і суміш складних органічних сполук, таких як вуглеводні і амінокислоти, повідомляє phys.

 

Докладне дослідження хімічного складу мікроскопічних кристалів блакитних і фіолетових солей, відібраних з цих метеоритів, що включає результати рентгенівських експериментів у Національній лабораторії Лоуренса Берклі з лабораторії Берклі (Berkeley Lab), виявило минуле змішання пари і ймовірних батьків. До них відносяться Церера, коричнева карликова планета, яка є найбільшим об’єктом у поясі астероїдів, і астероїд ХЕБ, який є основним джерелом метеоритів, що падають на Землю.

Дослідження опубліковано 10 січня в журналі Science Advances і забезпечує перше комплексне хімічне дослідження органічної речовини і рідкої води в кристалах солі, виявлених у метеоритах, які впливають на Землю. Воно закладає нові основи у розповідь про ранню історію нашої Сонячної системи і геології астероїдів, відкриваючи захоплюючі можливості для існування життя в інших місцях на околицях Землі.

“Це схоже на муху в бурштині”, – сказав Девід Кілкойн, вчений з Advanced Light Source (ALS) Berkeley Lab, надавши рентгенівські знімки, які використовувалися для сканування органічних хімічних компонентів зразків, включаючи вуглець, кисень і азот. Кілкойн був учасником команди міжнародної дослідницької групи, що підготувала дослідження.

У той час як багаті поклади органічних залишків, витягнутих з метеоритів, не дають ніяких доказів життя за межами Землі, Кілкойн сказав, що інкапсуляція метеоритів багатої хімії і аналогічна збереженню доісторичних комах в затверділих крапельках соку.

Куїні Чен, планетарна вчена, постдокторант і науковий співробітник у Відкритому університеті Великої Британії, яка була провідним автором дослідження, сказала: “Це дійсно перший раз, коли ми знайшли рясну органічну речовину, також пов’язану з рідкою водою, і дійсно має вирішальне значення для походження життя і походження складних органічних сполук в космосі”.

Вона додала: “Ми бачимо органічні інгредієнти, які можуть привести до виникнення життя”, включаючи амінокислоти, необхідні для утворення білків.

 

Якщо життя справді існувало в тій чи іншій формі у ранній Сонячній системі, відзначає дослідження, то ці соляновмісні метеорити підвищують “можливість фіксування життя і/або біомолекул” в своїх кристалах солі. Кристали зберігають мікроскопічні сліди води, які, як вважають, належать до періоду дитинства нашої сонячної системи – близько 4,5 мільярдів років тому.

Чан сказала, що схожість кристалів, знайдених в метеоритах – один з яких врізався в землю біля дитячого баскетбольного майданчику в Техасі у березні 1998 року, а інший, впав під Марокко в серпні 1998 року, – вказує на те, що їх астероїдні хвости, можливо, перетнулися і змішали матеріали.

Є також структурні ознаки зіткнення – можливо, невеликим фрагментом астероїда, що зачепив більш великий астероїд, сказала Чан.

Це відкриває безліч можливостей для передачі органічної речовини від одного “господаря” до іншого в космосі, і вчені, можливо, повинні заново продумати процеси, які призвели до комплексу органічних сполук на цих метеоритах.

“Все не так просто, як ми міркували”, – сказала Чан.

Є також підказки, засновані на органічній хімії і космічних спостереженнях, що кристали, можливо, спочатку були засіяні на лід або воду вулканічною активністю на Церері, сказала вона.

“Все призводить до висновку, що походження життя дійсно можливо в інших місцях”, – сказала Чан. “У цих метеоритах є велика кількість органічних сполук, в тому числі дуже примітивний тип органічних речовин, які, ймовірно, являють собою органічну композицію ранньої сонячної системи”.

Чан сказала, що два метеорити, які дали кристали солі розміром 2 міліметри, були ретельно законсервовані в Космічному центрі Джонсона в Техасі НАСА, а крихітні кристали, що містять органічні тверді частинки і сліди води, складають лише частину ширини людської волосини. Чан ретельно збирала їх в кімнаті із контролем пилу, відокремлюючи крихітні фрагменти зразка металевими інструментами, що нагадують інструменти дантиста.

“Що робить наш аналіз настільки особливим, так це те, що ми об’єднали безліч різних сучасних технологій для всебічного вивчення органічних компонентів цих маленьких кристалів солі”, – сказала Чан.

Йоко Кебукава, ад’юнкт-професор інженерної справи в Університеті Йокогами в Японії, провів експерименти для дослідження в ALS Berkeley Lab в травні 2016 року зі Айко Накат, докторантом з Університету Кіото в Японії. Кілкойн допоміг навчити дослідників використовувати променеву лінію і мікроскоп ALS.

Лінія променя, обладнана цим рентгенівським мікроскопом (мікроскоп Рентгена передачі перегляду або STXM), використовується у поєднанні з методом, відомим як XANES (рентгенівська абсорбція ближньої крайової спектроскопії) для вимірювання наявності певних елементів з точністю до десятків міллімікронов.

“Ми виявили, що органічна речовина була дещо схожа на виявлену у примітивних метеоритах, але містила більше киснемісткої хімії”, – сказав Кебукава. “У поєднанні з іншими доказами результати підтверджують ідею про те, що органічна речовина походить з багатого водою або раніше багатого водою материнського тіла – океану в ранній Сонячній системі, можливо, Церери”.

Кебукава також використовував один і той самий метод STXM для вивчення зразків на “Фабриці Фотонів”, синхротроні розташованому в Японії. Також дослідницька група залучила безліч інших хімічних експериментальних методів для вивчення складу зразків різними методами і в різних масштабах.

Чан зазначила, що є інші кристали, що добре збереглися з метеоритів, які ще не вивчені, і є плани подальших досліджень, щоб визначити, чи може будь-який з цих кристалів містити воду і складні органічні молекули.

Кебукава сказала, що з нетерпінням чекає продовження вивчення цих зразків в ALS та інших місцях: “Ми можемо виявити більше змін в органічній хімії”.