Роль метеоритного железа в возникновении жизни на Земле
Исследователи из Института астрономии Макса Планка и Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана предложили новый сценарий появления первых строительных блоков жизни на Земле примерно 4 миллиарда лет назад. Экспериментально они показали, как частицы железа из метеоритов и из вулканического пепла могли служить катализаторами для превращения ранней атмосферы, богатой двуокисью углерода, в углеводороды, а также в ацетальдегид и формальдегид, которые, в свою очередь, могут служить строительными блоками для жирных кислот, нуклеиновых оснований, сахара и аминокислоты. Их статья «Синтез пребиотической органики из СО2 путем катализа метеоритными и вулканическими частицами» опубликована в журнале Scientific Reports.
Насколько нам известно, жизнь на Земле возникла всего через 400-700 миллионов лет после того, как сформировалась сама Земля. Это довольно быстрое развитие. Для сравнения примем во внимание, что впоследствии потребовалось около 2 миллиардов лет, чтобы сформировались первые настоящие (эукариотические) клетки. Первым шагом к возникновению жизни является образование органических молекул, которые могут служить строительными блоками для организмов. Учитывая, как быстро возникла сама жизнь, вполне вероятно, что этот сравнительно простой первый шаг также был завершен быстро.
Описанное здесь исследование представляет собой новый способ образования таких органических соединений в планетарных масштабах в условиях, преобладающих на ранней Земле. Ключевая вспомогательная роль принадлежит частицам железа, полученным из метеоритов, которые действуют как катализатор. Катализаторы – это вещества, присутствие которых ускоряет определенные химические реакции, но которые не расходуются в этих реакциях. В этом смысле они похожи на инструменты, используемые в производстве: инструменты необходимы, скажем, для производства автомобиля, но после того, как один автомобиль построен, инструменты можно использовать для создания следующего.
От промышленной химии к истокам Земли
Главным источником вдохновения для исследования послужила промышленная химия. В частности, Оливер Трапп, профессор Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене и научный сотрудник Макса Планка в Институте астрономии Макса Планка (MPIA), задался вопросом, может ли так называемый процесс Фишера-Тропша превратить монооксид углерода и водород в углеводороды в присутствии металлических катализаторов, возможно, не имели аналога на ранней Земле с богатой углекислым газом атмосферой. «Когда я посмотрел на химический состав железного метеорита Кампо-дель-Сьело, состоящий из железа, никеля, некоторого количества кобальта и небольшого количества иридия, я сразу понял, что это идеальный катализатор Фишера-Тропша», — объясняет Трапп. Следующим логическим шагом было поставить эксперимент для проверки космической версии Фишера-Тропша. Дмитрий Семенов, сотрудник Института астрономии Макса Планка, говорит: «Когда Оливер рассказал мне о своей идее экспериментального исследования каталитических свойств железных метеоритных частиц для синтеза строительных блоков жизни, моей первой мыслью было, что мы должны также изучить каталитические свойства частиц вулканического пепла. В конце концов, ранняя Земля должна была быть геологически активной. В атмосфере и на первых массивах суши Земли должно было быть много мелких частиц пепла».
Воссоздание космического катализа
Для своих экспериментов Трапп и Семенов объединились с доктором наук Траппа. студентка София Петерс, которая будет проводить эксперименты в рамках своей докторской диссертации. работа. Чтобы получить доступ к метеоритам и минералам, а также опыт анализа таких материалов, они обратились к минералогу Руперту Хохляйтнеру, эксперту по метеоритам из Mineralogische Staatssammlung в Мюнхене. Первым ингредиентом для экспериментов всегда был источник частиц железа. В различных версиях эксперимента эти частицы железа могут быть железом из настоящего железного метеорита, частицами железосодержащего каменного метеорита или вулканического пепла с вулкана Этна. будет присутствовать на ранней Земле с ее очень активным вулканизмом. Затем частицы железа были смешаны с различными минералами, которые можно было найти на ранней Земле. Эти минералы будут действовать как опорная структура. Катализаторы обычно находятся в виде небольших частиц на подходящей подложке.
Получение мелких частиц
Размер частиц имеет значение. Мелкие частицы вулканического пепла, образовавшиеся в результате извержений вулканов, обычно имеют размер несколько микрометров. С другой стороны, для метеоритов, падающих через атмосферу ранней Земли, атмосферное трение должно было привести к абляции частиц железа нанометрового размера. Столкновение с железным метеоритом (или железным ядром более крупного астероида) привело бы к образованию частиц железа микрометрового размера непосредственно в результате фрагментации и частиц нанометрового размера, поскольку железо испарялось при сильном жаре, а затем снова конденсировалось в окружающем воздухе.
Исследователи стремились воспроизвести это разнообразие размеров частиц двумя разными способами. Растворив метеоритный материал в кислоте, они произвели из подготовленного материала частицы нанометрового размера. Поместив либо метеоритный материал, либо вулканический пепел в шаровую мельницу на 15 минут, исследователи смогли получить более крупные частицы микронного размера. Такая шаровая мельница представляет собой барабан, содержащий как материал, так и стальные шары, который вращается с высокой скоростью, в данном случае более десяти раз в секунду, при этом стальные шары измельчают материал. Поскольку первоначальная атмосфера Земли не содержала кислорода, исследователи затем провели химические реакции, которые удаляли почти весь кислород из смеси.
Производство органических молекул под давлением
В качестве последнего шага в каждом варианте эксперимента смесь помещалась в барокамеру, заполненную (в основном) углекислым газом CO2 и (некоторыми) молекулами водорода, выбранными таким образом, чтобы имитировать атмосферу ранней Земли. И точная смесь, и давление варьировались между экспериментами. Результаты были впечатляющими: благодаря железному катализатору были получены органические соединения, такие как метанол, этанол и ацетальдегид, а также формальдегид. Это обнадеживающий урожай — ацетальдегид и формальдегид, в частности, являются важными строительными блоками для жирных кислот, азотистых оснований (которые сами являются строительными блоками ДНК), сахаров и аминокислот.
Важно отметить, что эти реакции успешно проходили при различных условиях давления и температуры. София Питерс говорит: «Поскольку существует множество различных вариантов свойств ранней Земли, я попыталась экспериментально проверить каждый возможный сценарий. В конце концов, я использовала пятьдесят различных катализаторов и провела эксперимент при различных значениях давления, температура и соотношение молекул углекислого газа и водорода». То, что органические молекулы сформировались в столь разнообразных условиях, является убедительным признаком того, что подобные реакции могли иметь место на ранней Земле — какими бы ни оказались ее атмосферные условия.
Добавление сценария в портфель возможных механизмов
Благодаря этим результатам появился новый претендент на то, как на Земле образовались первые строительные блоки жизни. Пополнение рядов «классических» механизмов, таких как органический синтез вблизи горячих источников на дне океана или электрический разряд в богатой метаном атмосфере (как в эксперименте Юри-Миллера), а также моделей, предсказывающих, как могли образоваться органические соединения. в глубинах космоса и доставленных на Землю астероидами или кометами (см. этот пресс-релиз MPIA), теперь есть еще одна возможность: частицы метеоритного железа или тонкий вулканический пепел действуют как катализаторы в ранней атмосфере, богатой углекислым газом. При таком разбросе возможностей больше узнать о составе атмосферы и физических свойствах ранней Земли должно позволить исследователям в конечном итоге сделать вывод, какой из различных механизмов даст наибольший выход строительных блоков в данных условиях — и какой, таким образом, вероятнее всего важнейший механизм первых шагов от нежизни к жизни на нашей родной планете.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

В районе Красной поляны обнаружили два дольмена

Два охотника стали первыми жертвами болезни оленей

Должно быть место для честного расследования НЛО

Древнейший вулканизм в Солнечной системе

Жители ХМАО засняли НЛО на фоне северного сияния

Загадка странных огней в ночном небе Вены

Китаец прожил 35 лет с просветом аорты

Люди эволюционировали как жуки, а не как позвоночные

Марсоход получил изображения окаменелостей людей

Нашли экзопланету-бродягу земного типа

НЛО в небе над Сызранью

НЛО, трансформации и откровения астронавтов

Ограничение калорий замедлило биологическое старение

Первая буква фамилии студентов определяет успеваемость

Полая Земля, летающие щиты и муравьиные боги

Почему умные люди верят в теории заговора

Сбывающиеся предсказания ясновидящей Ванги

Фрагменты белков могут возникать в космосе

Человек прилетевший с небес

Шамбала и полая Земля в древнем буддизме

Георадар будет искать водные объекты на Юпитере

Дьявольская комета наконец-то стала видна

Затерянный город найден на территории Тонгатапу

ИИ и НАСА борются с изменением климата

Инопланетное существо, выброшенное на австралийский пляж

Какова масса покоящегося нейтрино

НАСА предупреждает о военном присутствии Китая в космосе

НЛО пролетел над красотами Перта

Ортоклаз из свинца - это своего рода загадка

Отчет о программе Kona Blue

Паскагула устраивает вечеринку в честь похищения

Путешественник во времени показал фото из будущего

Самая глубокая дыра в земле была закрыта

Самые странные и неповторимые дома в Огайо

Случаи похищения людей инопланетянами будут изучены

Смертоносная пещера, которая может вызвать пандемию

Такер Карлсон видел свидетельства о подводных НЛО

У человека расплавились пальцы при встрече с НЛО

Увлечение внеземной жизнью восходит к 17-му веку

Черный зверь бродил по полю британского фермера

Встреча с НЛО в школе Ариэль в Зимбабве

Город-призрак, жители которого были вынуждены бежать

Горы и лавовые озера на Ио с высоты птичьего полета

Два неизвестных объекта пролетели мимо МКС

Документальный фильм о похищении в Паскагуле

ИИ VASA1, который может заставить изображения говорить

ИИ изучает планетарный пограничный слой Земли

Инопланетяне украли мои яйцеклетки

Китай осуществляет военные программы в космосе

Книга, предсказавшая катастрофу Титаника

Компания Boston Dynamics представила нового робота

Метеорологи предупреждают о погодных войнах между странами

НЛО залетел в действующий вулкан

Подводя черту под происхождением жизни

Прыщ превратился в опухоль размером с арбуз

Скрытый потенциал РНК в развитии биоинженерии будущего

Состоят ли дюны Титана из кометной пыли

Таинственная механика полета насекомых

Тайна аномалии Балтийского моря наконец-то раскрыта

Хаббл отправляется на поиски небольших астероидов

Гелиевая звезда с самым низким содержанием металлов

Екатеринбуржец выставил на продажу летающую тарелку

Жизнь может существовать в темных водных Европы

Загадка формирования массивных горячих субкарликов

ИИ способен революционизировать кредитование

Инопланетян следует искать на фиолетовых планетах

Инопланетяне похитили яйца у женщины

Метеорит пробил крышу дома

Непрерывные фейковые новости оказывают большее влияние

НЛО влетает в действующий вулкан-портал

НЛО пилотируются духовными сущностями

Океан Энцелада может поддерживать жизнь

Перуанские мумии не являются инопланетянами

Полицейская камера сняла аварийную посадку НЛО

Полярные сияния на холодных коричневых карликах

Попытки AARO вступить в контакт с Дэвидом Грушем

Правительство США намеренно скрывает информацию об НЛО

Разгадка тайн атмосферных рек

США провели испытания управляемого ИИ истребителя

Экстремальные холода в условиях потепления климата

В один прекрасный день ИИ сможет выполнять всю нашу работу

В сеть просочился отчет о встрече ВМС США с НЛО

Давайте поговорим о неопознанных подводных объектах

Доказательства существования инопланетной жизни

Жизнь нужно искать в пурпурных мирах

Жители графства Дербишир взбешены таинственным жужжанием

Как философы воспринимали инопланетную жизнь

Метеорит, пробивший крышу дома во Флориде, прилетел с МКС

Миссия НАСА Солнечный парус готовится к запуску

На протяжении 600 лет манускрипт Войнича остается загадкой

НАСА ищет дешевый способ доставки образцов с Марса

Обнаружена самая массивная черная дыра в нашей галактике

Паранормальные корни программы Пентагона по НЛО

Подтвержден полет аппарата Dragonfly к Титану

Правительство пытается скрыть правду о НЛО

Пурпурные миры населены инопланетянами

Робот-гуманоид Ameca может имитировать человеческую речь

Тестирование технологий для полета на Марс

Человекоподобный НЛО замечен в небе Калифорнии

Я встретил лысых инопланетян–гуманоидов

В небе Калифорнии замечен странный НЛО

Великобритания разрабатывает правила для ИИ

Город богов разрушило мегаземлетрясение

Еще один механизм выживания тихоходок в космосе

Жуткое послание убийцы Зодиака

Квантовый интернет все ближе

Ковчег Завета питал Великую пирамиду Гизы

Морской офицер выражает тревогу по поводу водных НЛО

Нет доказательств существования инопланетных технологий

Новая книга дает представление о космических поисках жизни

Обнаружили близкую массивную черную дыру

Перепись ближайших окрестностей Солнца

Проект по классификации гамма-всплесков

Пурпурный, а не зеленый цвет - цвет жизни на экзопланетах

Стивен Спилберг снимет новый фильм об НЛО

Тайна объекта в форме сердца на поверхности Плутона

Тайна орбитальной нестабильности планет-гигантов

Технология передачи энергии с космических электростанций

Церера таит в себе мрачную тайну

Электричество и батарейки древних египтян

Yeezy Boost 350 v2 Black Черные. Икона Стиля и Инновации

Билл Гейтс поддерживает искусственный интеллект

В небе Калифорнии замечен таинственный объект

В пещерах на Марсе могут находиться инопланетяне

Геолог-любитель получил сильные ожоги от НЛО

Житель Лондона принял вертолет за НЛО

За НЛО отправляйтесь в маленький городок в Висконсине

Звездолеты помогут в поисках новых физических явлений

Интернет может достичь квантовой скорости

Космические силы США готовятся к первой в истории миссии

Министерство обороны публикует документы Kona Blue

Нейтронные звезды нагреваются от аннигиляции темной материи

Нострадамус предсказал войну в 2024 году

Победителем президентских выборов в 2032 году станет робот

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Подводный НЛО сняло исследовательское судно

Проклятая могила с 450 обезглавленными вампирами

Рассекреченный отчет раскрывает дематериализацию НЛО

Тайна высоких уровней энергии в звездных сверхвспышках

Уважаемый астроном не верит в теории заговора об НЛО

Ярчайший гамма-всплеск породила коллапсирующая звезда

Франшиза Pro.Travel. Предпринимательский успех Татьяны Мамаевой

Возвращение денежных средств пострадавшим от брокеров-мошенников. Путь к справедливости

Встреча с НЛО, от которой у человека расплавились пальцы

Детеныш инопланетянина найден в мексиканской пещере

Инопланетяне помешали человечеству скатиться к ядерной войне

Как ученые сообщат человечеству об инопланетянах

Канадский рейтинг мест для наблюдения НЛО

Ключ к поиску жизни в отдаленных мирах

Лучшие наблюдения НЛО в Северной Каролине

Люди не верят, что никаких НЛО нет

Мужчина получил сильные ожоги при встрече с НЛО

Мужчина с разбитым сердцем построил Космические врата

Музей странного и чудесного в Канзасе

Настоящие убежища из сериала Fallout уже построены

НЛО заметили над долиной Нижнего Гудзона

НЛО около Антарктиды - ошибка программного обеспечения

НЛО представляют угрозу безопасность на море

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Призрачные нарушения звездных потоков темной материей

Термодинамика поможет описать расширение Вселенной

Что это за НЛО замечен над штатом Нью-Йорк

Эксцентриситет орбиты создал океан на Мимасе

Более четверти россиян верят в существование инопланетян

Гигантские человеческие скелеты в пещере Лавлок

Глобальное потепление лишит Антарктиду 76% метеоритов

Девочки-близнецы испытывают одинаковые чувства

Древнеиндийская мандала в районе линий Наска

Древние легенды и мифы рассказывают о ануннаках

Женщина чудом выжила после удара молнии

ИИ может притворяться более глупым, чем есть на самом деле

История об оборотнях пронизана загадками и тайнами

Клетки поджелудочной железы пересадят от свиньи человеку

Космические кладбища, затмение и ждать ли НЛО

Космические силы США планируют провести учения на орбите

Магическая сила, делающее тело неуязвимым

Маленькие человечки похитили мужчину

Под Уфой заметили НЛО

Таинственные лабиринты Чинканас

Тайна упавшей в Омске кометы и 17000 фото НЛО

Тайны европейских подземных тоннелей

Тело фанатки вампиров нашли обескровленным

Экстрасенс нашел место захоронения пропавшего мальчика

Гильотинные ножницы по металлу. Назначение и критерии выбора

Как выбрать массажное кресло

Франшиза CyberSeller под управлением Азата Аширова

Подписка на новости
Наверх