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
Последние аномальные новости

Автономная навигация в космосе

Астероидные породы хранят тайны Солнечной системы

Бьют ли молнии на Венере

Величайшее сокрытие НЛО в 21 веке

Жуткая история людей в черном

Загадочное морское существо, похожее на инопланетянина

Когда на Земле были найдены останки инопланетян

На Ольхоне возвели ступу в честь бурятского предсказателя

На телескопе VLT установили инструмент для поиска планет

Нейтронные звезды укажут скорость расширения Вселенной

Порт-Талбот является британской горячей точкой НЛО

Связь между гамма-всплесками и сверхновыми

Сканирование звезды Барнарда в поисках внеземных сигналов

Сотни людей в Мэриленде сообщают о наблюдениях НЛО

Темная материя может уничтожаться внутри белых карликов

Уфологи в штате Виктория изучают ночное небо

Уфологи подсели на фильмы об НЛО Стивена Спилберга

Части белков имеют решающее значение для функций жизни

Черчилль приказал скрыть НЛО, чтобы предотвратить панику

Электроны в странном металлическом мире

Критерии выбора смесителей, особенности бренда Hansgrohe, Grohe и Vidima

Процедура ультразвуковой чистки лица. Как найти хорошую клинику

Антиматерия, как на нее влияет гравитация

Большой кот бродит в британской сельской местности

Верующие из Пентагона тормозят исследования НЛО

Засекреченные столкновения ВМС США с НЛО

Инопланетяне обладают невероятно продвинутой технологией

Инопланетянин все еще преследует семью из Лас-Вегаса

Космические энергии, которые управляют нашим миром

Мистические пещеры и странные исчезновения

Музей в течение двух дней показывает фильмы о НЛО

НАСА опубликовало бомбический отчет об НЛО

НЛО приземлился возле школы в Зимбабве

Обнаружен новый свидетель похищения в Паскагуле

Огромные следы бигфута обнаружили на северо-западе США

Самая горячая бабушка в мире

Сонная деревня стала горячей точкой НЛО

Существует триллион планет, похожих на Землю

Трупы инопланетян обьяснят загадочные увечия скота

Трупы инопланетян. От гоблинов до рептилий

Уфологи получили загадочное послание из будущего

Фестиваль НЛО в Ливингстоне

Водяной слон - неизвестное науке существо с хоботом

Встреча с инопланетянами в Зимбабве

Давно потерянный город богов обнаружен в густом лесу

Дикари из племени Амазонки убили лесоруба

Загадка гибридов людей и зверей

Загадочное антивещество наблюдалось падающим

Земля плоская, а инопланетяне уже здесь

Как НАСА планирует разобраться в необъяснимых явлениях

Капитан Кирк раскрыл планы на случай своей смерти

Католики изучают и обсуждают данные о НЛО

На далекой планете обнаружены признаки жизни

Наблюдения НЛО над Ковентри и Уорикширом

Наблюдения НЛО потрясли небольшой техасский городок

НАСА и похищение инопланетянами в Паскагуле

Новостной канал снял НЛО в облаках

Призрак взывал о помощи, кричала из колодца

Пятифутовые существа с клешнями похитили человека

Разбившиеся корабли и трупы пришельцев на Марсе

Рассказ о встрече индейца с дикой женщиной

Руки призрака заметили на полароидном снимке

Скептик изменил мнение после встречи с бигфутом

Скунсовая обезьяна скрывается во Флориде

Солдаты будут оснащены мозговыми имплантатами

Тайна Стоунхенджа может быть наконец раскрыта

Теория заговора 11 сентября развенчана конспирологом

Третья мировая война в космосе стала ближе

Трупы пришельцев с трехпалыми руками

Умеют ли деревья говорить

Человек-мотылек и опасное будущее

Чупакабру подозревают в серии нападений в Мексике

ВВС США получили первое аэротакси Joby Aviation

Группу НЛО сняли над Сахалином

Динозавры вымерли из-за извержения мега-вулкана

Загадочный феномен НЛО в Великобритании

Звездные войны помогут понять почему происходят революции

Инопланетное вторжение отменяется

Инопланетные мумии могут быть маленькими ламами

Искусственный интеллект поможет исследовать НЛО

Какими будут похороны и загробная жизнь к 2050 году

Канал NBC Nightly News случайно запечатлел белый НЛО

Люди в черном зашли на огонек

Марсоход запечатлел пыльного дьявола

Мозг младенца вылез за пределы черепа

Мы должны найти жизнь в радиусе 60 световых лет

Научно-фантастические книги помогают лучше понимать науку

Новый документальный фильм Спилберга расскажет о НЛО

Пентагон запросил экстренное разрешение на НЛО

Пониманием биосигнатур представляет собой головоломку

Почему в США так озабочены пришельцами

Пришельцы прикидываются землянами

Происхождение этих быстрых радиовсплесков является тайной

Реальная история появления НЛО в валлийской деревне

Роль связующего звена НАСА в офисе Пентагона по НЛО

Самые важные пророчества Нострадамуса для России

Самый продвинутый робот пытается произвести впечатление

Сколько минут повседневной активности продлевают жизнь

Странное существо притаилось на крыше автотрейлера

Телефон ChatGPT находится в разработке

Ужасы Плам-Айленда. Гибриды и насекомые-убийцы

Цифровая платформа для дистанционных исследований сна

Антиматерия падает на Землю, как обычная материя

Загадочная вспышка обнаружена на молодом звездном объекте

Загадочная черная пыль с астероида Бенну

Загадочные камеры пирамиды Сахура

Загадочные случаи с жуткими и проклятыми картинами

Инопланетяне, демоны или психопаты

Неопознанный объект в небе над Воронежем переполошил жителей

НЛО взволновал жителей Воронежской области

НЛО длиной в милю покажут в новом фильме Netflix

Новый сериал Netflix исследует сообщения о встречах с НЛО

Парадокс чайного листа для изучения наножидкостей

Подразделение MUFON в Коннектикуте изучает НЛО

Прогнозируется прорыв в области ИИ к 2030 году

Происхождение колец и ледяных спутников Сатурна

Радиогалактика M87 подтверждает вращение черной дыры

Сворачивание РНК может сыграть роль в возникновении жизни

Связанные разломы объясняют древнюю мифологию

Таможня США опубликовала видеоролики с НЛО

Фермер пополнил метеоритное наследие

Четыре НЛО зависли над провинцией Кхонкэн

Биотехносферы как часть планетарного разума

Влияние солнечных затмений на структуру атмосферы Земли

Завершился праздник 'Летающая тарелка Чехалиса'

Загадочные узоры марсианских камней

Зачем строить мегаструктуры, проще перемещать планеты

Китай будет строить базу внутри лунной лавовой трубы

Люди живут в компьютерной симуляции инопланетян

Мы вступаем в новый золотой век НЛО

Мы находимся на пороге бума летающих такси

НАСА представило новейшее оружие для поиска НЛО

Подразделение MUFON открыло новый сезон лекций

Пролили свет на пути эволюции черных дыр

Следующая пандемия унесет 50 миллионов жизней

Слияние двойного кислородно-неонового белого карлика

Составили глобальный атлас ведьминых кругов

Таинственная черная пыль с астероида Бенну

Таинственный Аляскинский треугольник

Труп мужчины мумифицировался за 16 дней

Черные дыры образуются внутри звездных скоплений

Что нужно делать чтобы дожить до 100 лет

Преимущества и технические характеристики Changan Lamore

Виды чисток лица. Почему нужно обращаться к косметологу

Платформа Filllin.ru. Как выбрать идеальное место для механической чистки лица

Байден не защитит американцев от инопланетян

В поисках доказательств инопланетной жизни

Внеземная цивилизация ищет контакт с Россией

ИИ ChatGPT научился понимать голосовые команды

ИИ способен обнаруживать инопланетян с точностью до 90%

Имплантаты для управления компьютерами силой разума

Искривление нашей галактики обьясняет темного гало

Исследование проливает новый свет на странные лавовые миры

Исчезновение 20 000 человек в Аляскинском треугольнике

Машинное обучение разгадывает тайны атомной геометрии

Можем ли мы найти другую Землю

Обнаружена новая экзопланета с низкой плотностью

Открыли новый способ проверить наличие жизни на Марсе

Песчаные дюны раскрывают характер ветров на Марсе

Радиосигналы раскрывают тайны скрытых черных дыр

Робот-гуманоид Теслы занимается йогой

Сильная жара может уничтожить людей и млекопитающих

Сотовые структуры Марса связали с испарением соленой воды

Темные века нашей Вселенной

ЦРУ намерено выпустить собственную версию ChatGPT

Загадочный Аляскинский треугольник

ИИ в школе поможет учащимся стать более творческими

ИИ научили расшифровывать кудахтанье куриц

ИИ расскажет существовала ли жизнь на Марсе

ИИ ускоряет открытие лекарств в 10 раз

Лас-Вегас становится главной точкой наблюдения НЛО

Микробы могут помочь в поисках внеземной жизни

НАСА впервые доставило на Землю образец астероида

НАСА обнародовало имя своего первого царя НЛО

НЛО ворвался в огненное сердце вулкана Попокатепетль

НЛО сняли в Лакхнау

Община Миссисипи отметит похищение инопланетянами

Получен спектр экзопланеты TRAPPIST-1b

Почему Эйнштейн должен ошибаться

Правительство США готовится объявить об инопланетянах

Протуберанец дает информацию о космической погоде

Сюрпризы звездообразования в незапамятные времена

Теперь мы можем заглянуть в эпоху Создания

Хакер раскритиковал утверждение НАСА об инопланетянах

Хамбо Лама заявил об инопланетянах

Что делает фильм запоминающимся. Анализ ключевых элементов выдающихся кинолент

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика