stringtranslate.com

метеорит Мерчисон

Метеорит Мурчисон — метеорит , упавший в Австралии в 1969 году недалеко от Мурчисона, штат Виктория . Он относится к классу углеродистых хондритов , группе метеоритов, богатых органическими соединениями . Благодаря своей массе (более 100 кг или 220 фунтов) и тому факту, что это было наблюдаемое падение , метеорит Мурчисон является одним из наиболее изученных из всех метеоритов . [2]

В январе 2020 года космохимики сообщили, что самым древним материалом, найденным на Земле на сегодняшний день, являются частицы карбида кремния из метеорита Мерчисон, возраст которых, как было определено, составляет 7 миллиардов лет, что примерно на 2,5 миллиарда лет больше возраста Земли и Солнечной системы , составляющего 4,54 миллиарда лет . [a] В опубликованном исследовании отмечается, что «оценки продолжительности жизни пыли в основном основаны на сложных теоретических моделях. Однако эти модели фокусируются на более распространенных мелких частицах пыли и основаны на предположениях с большой неопределенностью». [3]

История

28 сентября 1969 года примерно в 10:58 утра по местному времени недалеко от Мерчисона, штат Виктория , в Австралии, было замечено, что яркий огненный шар разделился на три фрагмента, прежде чем исчезнуть, [1] оставив облако дыма. Примерно через 30 секунд послышался тремор. Было обнаружено множество фрагментов, разбросанных на площади более 13 квадратных километров (5,0 квадратных миль), с индивидуальной массой до 7 килограммов (15 фунтов); один, весом 680 граммов (1,5 фунта), пробил крышу и упал в сено. [1] Общая собранная масса метеорита превышает 100 килограммов (220 фунтов). [4]

Классификация и состав

Метеорит принадлежит к группе CM углеродистых хондритов . Как и большинство CM хондритов, Murchison относится к петрологическому типу 2 , что означает, что он претерпел значительные изменения под воздействием богатых водой флюидов на своем родительском теле [5] до падения на Землю. CM хондриты, вместе с группой CI, богаты углеродом и являются одними из самых химически примитивных метеоритов. [6] Как и другие CM хондриты, Murchison содержит обильные включения, богатые кальцием и алюминием . В ходе многочисленных исследований этого метеорита было идентифицировано более 15 аминокислот , некоторые из основных компонентов жизни. [7]

В январе 2020 года астрономы сообщили, что зерна карбида кремния из метеорита Мурчисон были определены как досолнечный материал . Было обнаружено, что самое старое из этих зерен на 3 ± 2 миллиарда лет старше, чем 4,54 миллиарда лет возраста Земли и Солнечной системы , что делает его самым старым материалом, найденным на Земле на сегодняшний день. [3] [8]

Органические соединения

Фрагмент метеорита Мерчисон (справа) и отдельные изолированные частицы (показаны в пробирке)

Мерчисон содержит обычные аминокислоты , такие как глицин , аланин и глутаминовая кислота , а также необычные, такие как изовалин и псевдолейцин . [9] Также была выделена сложная смесь алканов , похожая на ту, что была обнаружена в эксперименте Миллера-Юри . Серин и треонин , обычно считающиеся земными загрязнителями, заметно отсутствовали в образцах. В метеорите Мерчисон также было идентифицировано особое семейство аминокислот, называемых диаминокислотами . [10]

В первоначальном отчете говорилось, что аминокислоты были рацемическими и, следовательно, образовались абиотическим образом, поскольку аминокислоты земных белков имеют L-конфигурацию хиральности . Позже было обнаружено, что аминокислота аланин , которая также является белковой аминокислотой, имеет избыток L-конфигурации, [11] что заставило нескольких ученых заподозрить земное загрязнение в соответствии с аргументом, что было бы «необычно, если бы абиотический стереоселективный распад или синтез аминокислот происходил с белковыми аминокислотами, но не с небелковыми аминокислотами». [12] В 1997 году L-избытки также были обнаружены в небелковой аминокислоте, изовалине , [13] что предполагает внеземной источник молекулярной асимметрии в Солнечной системе . В то же время в Мерчисоне были обнаружены L-избытки аланина , но с обогащением изотопом 15N , [ 14] однако, изотопное спаривание было оспорено позже, по аналитическим причинам. [15] К 2001 году список органических материалов, идентифицированных в метеорите, был расширен до полиолов . [16]

Метеорит содержал смесь левосторонних и правосторонних аминокислот; большинство аминокислот, используемых живыми организмами, являются левосторонними по хиральности , а большинство используемых сахаров являются правосторонними. Группа химиков в Швеции продемонстрировала в 2005 году, что эта гомохиральность могла быть вызвана или катализирована действием левосторонней аминокислоты, такой как пролин . [18]

Несколько линий доказательств указывают на то, что внутренние части хорошо сохранившихся фрагментов из Мерчисона являются нетронутыми. Исследование 2010 года с использованием аналитических инструментов высокого разрешения, включая спектроскопию , идентифицировало 14 000 молекулярных соединений, включая 70 аминокислот, в образце метеорита. [19] [20] Ограниченный объем анализа с помощью масс-спектрометрии обеспечивает потенциальные 50 000 или более уникальных молекулярных составов, при этом группа оценивает возможность миллионов различных органических соединений в метеорите. [21]

Азотистые основания

Измеренные пуриновые и пиримидиновые соединения были обнаружены в метеорите Мурчисон. Соотношения изотопов углерода для урацила и ксантина δ 13 C = +44,5 ‰ и +37,7 ‰ соответственно указывают на неземное происхождение этих соединений. Этот образец демонстрирует, что многие органические соединения могли быть доставлены ранними телами Солнечной системы и могли сыграть ключевую роль в зарождении жизни . [22] [23]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Это делает частицы звездной пыли в метеорите Мерчисон досолнечными , поскольку они возникли до образования Солнца .

Ссылки

  1. ^ База данных метеоритного бюллетеня abc : Мурчисон
  2. ^ Ботта, Оливер; Бада, Джеффри Л. (2002). «Внеземные органические соединения в метеоритах». Surveys in Geophysics . 23 (5): 414. doi :10.1023/A:1020139302770. S2CID  93938395.
  3. ^ ab Heck, Philipp R.; Greer, Jennika; Kööp, Levke; Trappitsch, Reto; Gyngard, Frank; Busemann, Henner; Maden, Colin; Ávila, Janaína N.; Davis, Andrew M.; Wieler, Rainer (13 января 2020 г.). «Время жизни межзвездной пыли от возраста досолнечного карбида кремния под воздействием космических лучей». Труды Национальной академии наук . 117 (4): 1884–1889. Bibcode : 2020PNAS..117.1884H. doi : 10.1073/pnas.1904573117 . PMC 6995017. PMID  31932423 . 
  4. ↑ Пеппер, Ф. Когда космический гость прибыл в страну Виктория. Архивировано 1 октября 2019 г. на Wayback Machine ABC News , 2 октября 2019 г. Получено 2 октября 2019 г.
  5. ^ Эйрио, ЮАР; Фаркуар, Дж.; Тименс, Миннесота; Лешин, Л.А.; Бао, Х.; Янг, Э. (2005). «Планетезимальный сульфат и водные изменения в углеродистых хондритах CM и CI». Geochimica et Cosmochimica Acta . 69 (16): 4167–4172. Бибкод : 2005GeCoA..69.4167A. CiteSeerX 10.1.1.424.6561 . дои : 10.1016/j.gca.2005.01.029. 
  6. ^ "Planetary Science Research Discoveries: Glossary". Архивировано из оригинала 24 января 2012 года . Получено 24 января 2012 года .
  7. ^ Wolman, Yecheskel; Haverland, William J.; Miller, Stanley L. (апрель 1972 г.). «Небелковые аминокислоты из искровых разрядов и их сравнение с аминокислотами метеорита Мурчисон». Труды Национальной академии наук . 69 (4): 809–811. Bibcode : 1972PNAS...69..809W. doi : 10.1073 /pnas.69.4.809 . PMC 426569. PMID  16591973. 
  8. ^ Вайсбергер, Минди (13 января 2020 г.). «Звездная пыль возрастом 7 миллиардов лет — старейший материал, найденный на Земле. Некоторые из этих древних зерен на миллиарды лет старше нашего Солнца». Live Science . Архивировано из оригинала 14 января 2020 г. Получено 13 января 2020 г.
  9. ^ Квенволден, Кит А.; Лоулесс, Джеймс; Перинг, Кэтрин; Петерсон, Этта; Флорес, Хосе; Поннамперума, Сирил; Каплан, Айзек Р.; Мур, Карлтон (1970). «Доказательства наличия внеземных аминокислот и углеводородов в метеорите Мурчисон». Nature . 228 (5275): 923–926. Bibcode :1970Natur.228..923K. doi :10.1038/228923a0. PMID  5482102. S2CID  4147981.
  10. ^ Мейеренрих, Уве Дж.; Муньос Каро, Гильермо М.; Бредехофт, Ян Хендрик; Джессбергер, Эльмар К.; Тиманн, Вольфрам Х.-П. (2004). «Идентификация диаминокислот в метеорите Мерчисон». ПНАС . 101 (25): 9182–9186. Бибкод : 2004PNAS..101.9182M. дои : 10.1073/pnas.0403043101 . ПМК 438950 . ПМИД  15194825. 
  11. ^ Энгель, Майкл Х.; Надь, Бартоломью (29 апреля 1982 г.). «Распределение и энантиомерный состав аминокислот в метеорите Мурчисон». Nature . 296 (5860): 837–840. Bibcode :1982Natur.296..837E. doi :10.1038/296837a0. S2CID  4341990.
  12. ^ Bada, Jeffrey L.; Cronin, John R.; Ho, Ming-Shan; Kvenvolden, Keith A.; Lawless, James G.; Miller, Stanley L.; Oro, J.; Steinberg, Spencer (10 февраля 1983 г.). «О зарегистрированной оптической активности аминокислот в метеорите Мурчисон». Nature . 301 (5900): 494–496. Bibcode :1983Natur.301..494B. doi :10.1038/301494a0. S2CID  4338550.
  13. ^ Кронин, Джон Р.; Пиццарелло, С. (1997). «Энантиомерные избытки в метеоритных аминокислотах». Science . 275 (5302): 951–955. Bibcode :1997Sci...275..951C. doi :10.1126/science.275.5302.951. PMID  9020072. S2CID  10979716.
  14. ^ Энгель, Майкл Х.; Мако, С.А. (1 сентября 1997 г.). «Изотопные доказательства внеземных нерацемических аминокислот в метеорите Мурчисон». Nature . 389 (6648): 265–268. Bibcode :1997Natur.389..265E. doi :10.1038/38460. PMID  9305838. S2CID  4411982.
  15. ^ Пиццарелло, Сандра; Кронин, Дж. Р. (1998). "Энантиомеры аланина в метеорите Мурчисон". Nature . 394 (6690): 236. Bibcode :1998Natur.394..236P. doi : 10.1038/28306 . PMID  9685155. S2CID  4424928.
  16. ^ Купер, Джордж; Киммих, Новелль; Белисл, Уоррен; Саринана, Джош; Брэбхэм, Катрина; Гаррель, Лоренс (20 декабря 2001 г.). «Углеродистые метеориты как источник органических соединений, связанных с сахаром, для ранней Земли». Nature . 414 (6866): 879–883. Bibcode :2001Natur.414..879C. doi : 10.1038/414879a . PMID  11780054. S2CID  199294. Архивировано из оригинала 16 января 2020 г. . Получено 2 июля 2019 г. .
  17. ^ Мачалек, Павел (17 февраля 2007 г.). «Органические молекулы в кометах и ​​метеоритах и ​​жизнь на Земле» (PDF) . Кафедра физики и астрономии . Университет Джонса Хопкинса . Архивировано из оригинала (PDF) 17 декабря 2008 г. . Получено 7 октября 2008 г. .
  18. ^ Кордова, Армандо; Энгквист, Магнус; Ибрагим, Исмаил; Касас, Хесус; Сунден, Хенрик (2005). «Вероятное происхождение гомохиральности в катализируемом аминокислотами неогенезе углеводов». хим. Коммун. (15): 2047–2049. дои : 10.1039/b500589b. ПМИД  15834501.
  19. ^ Уолтон, Дорин (15 февраля 2010 г.). «Космический камень содержит органический молекулярный пир». BBC News . Архивировано из оригинала 16 февраля 2010 г. Получено 15 февраля 2010 г.
  20. ^ Schmitt-Kopplin, Philippe; Gabelica, Zelimir; Gougeon, Régis D.; Fekete, Agnes; Kanawati, Basem; Harir, Mourad; Gebefuegi, Istvan; Eckel, Gerhard; Hertkorn, Norbert (16 февраля 2010 г.). "Высокое молекулярное разнообразие внеземной органики в метеорите Murchison обнаружено спустя 40 лет после его падения" ( PDF) . PNAS . 107 (7): 2763–2768. Bibcode : 2010PNAS..107.2763S. doi : 10.1073/pnas.0912157107 . PMC 2840304. PMID  20160129. Архивировано из оригинала 2 декабря 2012 г. Получено 16 февраля 2010 г. 
  21. ^ Мэтсон, Джон (15 февраля 2010 г.). «Метеорит, упавший в 1969 году, все еще раскрывает тайны ранней Солнечной системы». Scientific American . Архивировано из оригинала 19 марта 2011 г. Получено 15 февраля 2010 г.
  22. ^ Мартинс, Зита ; Ботта, Оливер; Фогель, Мэрилин Л .; Сефтон, Марк А.; Главин, Дэниел П.; Уотсон, Джонатан С.; Дворкин, Джейсон П.; Шварц, Алан В.; Эренфройнд, Паскаль (20 марта 2008 г.). «Внеземные азотистые основания в метеорите Мурчисон» (PDF) . Earth and Planetary Science Letters . 270 (1–2): 130–136. arXiv : 0806.2286 . Bibcode : 2008E&PSL.270..130M. doi : 10.1016/j.epsl.2008.03.026. S2CID  14309508. Архивировано из оригинала (PDF) 10 августа 2011 г. Получено 7 октября 2008 г.
  23. ^ «Австралийский метеорит — один из трех с ключевыми строительными блоками для «пребиотического супа» жизни». ABC News . 27 апреля 2022 г. Получено 27 апреля 2022 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Мерчисонский метеорит» .

Общественное достояние В статье использованы материалы, являющиеся общественным достоянием, с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .