Kosmiczne elementy składowe życia odkryto za pomocą mikroskopii elektronowej

Meteoryty to fragmenty asteroid, które trafiają na Ziemię w postaci meteorów. Te kosmiczne osady zamroziły pierwotną zupę, z której wyłonił się nasz Układ Słoneczny, zachowując ją niemal jak kapsuła czasu.

Skały te pomagają badaczom dotrzeć do pochodzenia materii i życia na Ziemi. Współpracując z brytyjskimi kolegami, dr Christian Vollmer z Instytutu Mineralogii Uniwersytetu w Münster zbadał jedną z takich kapsuł czasu, i to bardzo wyjątkową – meteoryt Winchcombe.

Zespół badaczy jako pierwszy wykazał z dużą dokładnością obecność w tym meteorycie kilku ważnych związków azotu wraz z aminokwasami i węglowodorami heterocyklicznymi – bez stosowania jakiejkolwiek obróbki chemicznej i zastosowania nowego typu detektora projekt. . Wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature Communications.

tło

Meteoryt Winchcombe został zauważony przez sieć kamer w Anglii w lutym 2021 r. i uchwycony został w ciągu zaledwie kilku dni. „Zazwyczaj meteoryty są śledzone na zimnych i gorących pustyniach Ziemi, gdzie suchy klimat oznacza, że ​​nie ulegają one zbyt szybkiemu wietrzeniu, ale zmieniają się pod wpływem wilgoci” – mówi Christian Vollmer. „Jeśli wkrótce po zdarzeniu zaobserwowany zostanie spadek meteorytu i meteoryt zostanie szybko zebrany, jak miało to miejsce w Winchcombe, są one dla nas ważnymi „świadkami” narodzin naszego Układu Słonecznego – co czyni je szczególnie interesującymi do celów badawczych”.

a, b Materiał organiczny wewnątrz FIBW-06 (a HAADF, b BF) o nieregularnych i rozproszonych kształtach. c, d Materiał organiczny wewnątrz FIBW-07 (c: HAADF, d: BF) o nieregularnych, ale bardziej zwartych kształtach. Obraz HAADF arkusza FIBW-02 z małym kulistym ziarnem organicznym. f Obraz HAADF arkusza FIBW-08 przedstawiający duże, nieregularne ziarno organiczne zmieszane z krzemianami i innymi minerałami.

Początki życia na naszej planecie pozostają tajemnicze, a niektórzy badacze stawiają hipotezę, że pierwsza biologicznie istotna materia została przetransportowana na Ziemię w meteorytach ponad cztery miliardy lat temu. Substancja ta obejmuje na przykład złożone związki organiczne, takie jak aminokwasy lub węglowodory.

Jednakże cząsteczki te mają bardzo niskie stężenia i eksperci na ogół muszą oddzielić je od meteorytu za pomocą rozpuszczalników lub kwasów, a następnie wzbogacić je do celów analitycznych. Zespół Christiana Vollmera jako pierwszy jest w stanie wykazać obecność biologicznie istotnych związków azotu w meteorycie Winchcombe bez uprzedniej obróbki chemicznej – chociaż tutaj stężenia tych substancji są również bardzo niskie.

W swojej pracy naukowcy wykorzystali nowoczesny mikroskop elektronowy o wysokiej rozdzielczości, taki, jaki można znaleźć tylko w kilku miejscach na świecie. Ten „supermikroskop” w laboratorium SuperSTEM w Daresbury w Anglii nie tylko obrazuje związki wysokowęglowe z rozdzielczością atomową, ale może także analizować chemicznie próbki za pomocą nowego typu detektora. „Wykazanie obecności tych biologicznie istotnych związków organicznych w nietraktowanym meteorycie to poważny przełom w badaniach” – mówi Vollmer. „To pokazuje, że te podstawowe elementy życia można opisać w tych kosmicznych złożach nawet bez ekstrakcji chemicznej”.

Rozwój ma również ogromne znaczenie, ponieważ obróbka chemiczna wiąże się z ryzykiem zmiany tych delikatnych materiałów. Z tego powodu metody analityczne zastosowane tutaj do materii stałej będą prawdopodobnie również cenne w badaniach małych próbek istot pozaziemskich przywiezionych na Ziemię z misji kosmicznych – takich jak cząstki pyłu z asteroid niedawno zwrócone przez japońską Hayabusa2 i NASA.NASA. (Ozyrys Rex).

Chemia funkcjonalna związków azotu o wysokiej rozdzielczości przestrzennej w obserwowanym upadku meteorytu w Winchcombe w Wielkiej BrytaniiKomunikacja przyrodnicza (otwarty dostęp)

Astrobiologia, Astrochemia,