Space & Astronomy 4 февруари 2025 г. · 
1 Коментар
Osiris-Rex събра проби от Bennu през 2020 г. Кредит за изображение: НАСА
Учените са открили градивните елементи на живота в проби, събрани от астероида от космически кораб.
Тимоти Дж Маккой и Сара Ръсел: Ярка огнена топка се промъкна през небето над планините, ледниците и смърчовата гора в близост до град Ревелсток в Британска Колумбия, Канада, вечерта на 31 март 1965 г. Фрагменти от този метеорит, открити от бобър трапери, паднаха над езерото. Слой лед ги спаси от дълбините и позволи на учените да надникнат в раждането на слънчевата система.
Близо 60 години по-късно мисията на Озирис-Рекс на НАСА се завърна от космоса с проба от астероид на име Бену, подобно на този, който валеше скали над Revelstoke. Нашият изследователски екип публикува химичен анализ на тези проби, като даде представа за това как някои от съставките за живот може да са пристигнали за първи път на Земята.
Родени в годините, засилвайки падането на Meteorite на Revelstoke, двамата сме прекарали кариерата си в колекциите на Meteorite на институцията Smithsonian във Вашингтон, окръг Колумбия и природния музей в Лондон. Мечтаехме да изучаваме проби от астероид, подобен на Revelstoke, събран от космически кораб.
Тогава, преди близо две десетилетия, започнахме да превръщаме тези мечти в реалност. Присъединихме се към екипа на мисията на Osiris-Rex на НАСА, който има за цел да изпрати космически кораб за събиране и връщане на астероидна проба на Земята. След като тези проби пристигнаха на 24 септември 2023 г., трябва да се потопим в приказка за скала, лед и вода, която намеква как може да се образува животът на земята.
CI хондритите и астероид Бену
За да научим за астероид – скалист или метален предмет в орбита около слънцето – започнахме с проучване на метеорити.
Астероидите като Бену са скалисти или метални предмети в орбита около Слънцето. Метеоритите са парчетата астероиди и други естествени извънземни предмети, които преживяват огненото потапяне към земната повърхност.
Наистина искахме да проучим астероид, подобен на набор от метеорити, наречен хондрити, чиито компоненти се образуват в облак от газ и прах в зората на Слънчевата система преди милиарди години.
Метеоритът Revelstoke е в група, наречена CI Chondrites. Съставите на лабораторни измервания на CI хондрити са по същество идентични, минус водород и хелий, до състава на елементи, носени чрез конвекция от вътрешността на слънцето и измерени в най-външния слой на Слънцето. Тъй като техните компоненти формираха преди милиарди години, те са като химически непроменени капсули за време за ранната слънчева система.
И така, геолозите използват химичните състави на CI хондритите като краен референтен стандарт за геохимия. Те могат да сравняват композициите на всичко – от други хондрити до земни скали. Всякакви разлики от състава на CI Chondrite биха се случили чрез същите процеси, които образуват астероиди и планети.
CI хондритите са богати на глина и се образуват, когато лед се стопи в древен астероид, променяйки скалата. Те също са богати на пребиотични органични молекули. Някои от тези видове молекули са градивните елементи за цял живот.
Тази комбинация от скала, вода и органични вещества е една от причините Osiris-Rex да избра да пробва богатия на органичен астероид Bennu, където могат да се намерят вода и органични съединения, които са от съществено значение за произхода на живота.
Изпаряне – наследството на древна саламура
Откакто пробите от Bennu се завърнаха на Земята на 24 септември 2023 г., ние и нашите колеги на четири континента сме прекарали стотици часове, изучавайки ги.
Инструментите на космическия кораб Osiris-Rex направиха наблюдения на отразена светлина, които разкриха най-разпространените минерали и органични вещества, когато беше близо до астероид Бенну. Нашите анализи в лабораторията установяват, че съставите на тези проби се подреждат с тези наблюдения.
Пробите са предимно богата на вода глина, със сулфид, карбонатни и железни оксидни минерали. Това са същите минерали, открити в CI хондрити като Revelstoke. Откриването на редки минерали в рамките на пробите на Bennu обаче изненада и двамата. Въпреки десетилетия ни опит в изучаването на метеорити, ние никога не сме виждали много от тези минерали.
Открихме минерали, доминирани от натрий, включително карбонати, сулфати, хлориди и флуориди, както и калиев хлорид и магнезиев фосфат. Тези минерали не се образуват точно когато водата и скалата реагират. Те се образуват, когато водата се изпарява.
Никога не сме виждали повечето от тези богати на натрий минерали в метеоритите, но понякога те се намират в изсушени езерни легла на Земята, като езерото Сиърлс в Калифорния.
Скалите на Бену се образуват преди 4,5 милиарда години на по -голям родител астероид. Този астероид беше мокър и кален. Под повърхността джобовете вода може би се изпаряха само на няколко фута, оставяйки изпарилите минерали, които открихме в пробата. Същият този процес на изпаряване също образува древните езерни легла, в които сме виждали тези минерали на земята.
Родителят на Бену астероид вероятно се разпадна преди 1 до 2 милиарда години, а някои от фрагментите се събраха, за да образуват купчината от развалините, които познаваме като Бену.
Тези минерали се намират и на ледени тела във външната слънчева система. Ярките отлагания на планетата на джуджета Церес, най -голямото тяло в астероидния пояс, съдържат натриев карбонат. Мисията на Касини измерва същия минерал в сливи върху лунния Енцеладус на Сатурн.
Научихме също, че тези минерали, образувани, когато водата се изпарява, изчезват, когато отново са изложени на вода – дори и с малкото количество вода, намиращо се във въздуха. След като проучиха някои от пробите на Bennu и техните минерали, изследователите съхраняват пробите във въздуха. Това правим с метеоритите.
За съжаление, ние загубихме тези минерали като влага във въздуха на Земята, ги накара да се разтворят. Но това обяснява защо не можем да намерим тези минерали в метеоритите, които са на Земята от десетилетия до векове.
За щастие, повечето от пробите се съхраняват и транспортират в азот, защитени от следи от вода във въздуха.
Докато учените не успяха да проведат контролирана проба връщане с космически кораб и внимателно да лекуват и съхраняват пробите в азот, никога не бяхме виждали този набор от минерали в метеорит.
Неочаквано откритие
Преди да върне пробите, космическият кораб Osiris-Rex прекара над две години, правейки наблюдения около Bennu. От тези две години работа изследователите научиха, че повърхността на астероида е покрита с скалисти камъни.
Можехме да видим, че астероидът е богат на въглеродни и водни глини и видяхме вени от бял карбонат с няколко фута, дълги депозирани от древна течна вода. Но това, което не можахме да видим от тези наблюдения, бяха по -редките минерали.
Използвахме масив от техники, за да преминем през върната проба едно мъничко зърно наведнъж. Те включват CT сканиране, електронна микроскопия и рентгенова дифракция, всяка от които ни позволи да разгледаме скалата в мащаб, който не е възможен на астероида.
Готвене на съставките за цял живот
От солите, които идентифицирахме, можехме да заключим състава на блестящата вода, от която те се образуваха, и да видим как тя се променя с течение на времето, ставайки по-богати на натрий.
Тази лъскава вода би била идеално място за извършване на нови химични реакции и да се образуват органични молекули.
Докато нашият екип характеризираше соли, нашите колеги от органичен химик бяха заети да идентифицират молекулите на базата на въглерод, присъстващи в Бенну. Те откриха неочаквано високи нива на амоняк, основен градивен елемент на аминокиселините, които образуват протеини в живата материя. Те също откриха всичките пет от нуклеобазите, които съставляват част от ДНК и РНК.
Въз основа на тези резултати бихме се осмелили да предположим, че тези блестящи шушулки от течност биха били идеалните среди за все по -сложни органични молекули, които да се образуват, като видовете, които съставляват живота на земята.
Когато астероидите като Бену удариха младата земя, те биха могли да осигурят пълен пакет от сложни молекули и съставките, които са от съществено значение за живота, като вода, фосфат и амоняк. Заедно тези компоненти биха могли да засеят първоначално безплодния пейзаж на Земята, за да произведат обитаем свят.
Без тази ранна бомбардировка, може би, когато парчетата от метеорита на Revelstoke кацнаха няколко милиарда години по -късно, тези фрагменти от космическото пространство не биха влязли в пейзаж, пунктиран с ледници и дървета.
Тимоти Дж. Маккой, Геолог на надзорни изследвания, институция Смитсън и Сара Ръсел, професор по планетарни науки, музей на естествената история
Тази статия е преиздадена от разговора под лиценз Creative Commons.
Прочетете оригиналната статия.
Източник: Разговорът | Коментари (1)