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
Подписывайтесь на наш Телеграм-канал
Последние аномальные новости

Близлежащая суперземля имеет богатую серой атмосферу

Более 700 миллионов лет назад Земля была покрыта льдом

Геологическое чудо с древними секретами Аль-Наслаа

Грибы могут устранить последствия аварии на Чернобыльской АЭС

Если она вспыхнет, то будет отчетливо видна

Жители острова Пасхи смешались с коренными американцами

Искусственный интеллект проливает новый свет на экзопланеты

Использование ИИ для оценки изменений климата

Как работают имплантаты

Легенда о спутнике Черный рыцарь на орбите Земли

Луна может хранить частицы древней атмосферы Земли

Миром правит Люцифер

Наблюдение НЛО в Лангенбурге отмечено на монете

Назначение мегалитического сооружения в Казахстане

НЛО замечен над Нью-Йорком

Новая книга правительственного инсайдера о НЛО

Общество псиопераций - 1. НЛО и СМИ будущего

Полиция США получила новое руководство по НЛО

Почему черные дыры устойчивы к собственной гравитации

Процесс раскрытия информации начался

Пузырящаяся поверхность далекой гигантской звезды

Семейная пара пришла в ужас от НЛО

Таинственный обьект пересек небо над Нью-Йорком

Тайны древнего города Ниппур

Тайны ольмекских богов

Тайны Ситио Конте

Тайны эксцентрических орбит транснептуновых объектов

Туристическая мекка на месте похищения Хиллов

Хаос в Киркби после крушения НЛО в 1987 году

Является ли повышение температуры на планете новой нормой

Психиатр без направления. Миф или реальность

Как подготовиться к первой консультации с частным психиатром. Путеводитель по вашему психическому здоровью

Разнообразие и история советских плакатов

Астронавт принял утечку мочи за НЛО

Биологическое бессмертие невозможно

В манускрипте Войнича нашли латинский алфавит

Внешняя часть Солнечной системы не пуста

Доказательство того, что мы не одиноки

Железные ветры обнаружили на сверхгорячей экзопланете

Загадочные сокровища Нимруда

Илон Маск рассказал о планах начать колонизацию Марса

Испытания новой модели марсохода

Исследователи паранормального оказались скептикам

Китай привезет образцы с Марса на два года раньше

Корреляция между космическим сдвигом и рентгеновским фоном

Кроссовки Nike обнаружили на древней картине

Лунная база на южном полюсе будет готова к 2035 году

Мужчина из Монтаны записал страшные кадры с НЛО

Мужчина снял на видео НЛО, оставив жену в слезах

Наука приближает нас к доказательству реальности Бога

Новаторское руководство по борьбе с НЛО

Пензенцы несколько лет наблюдают НЛО в районе Арбеково

Плазмонные модуляторы улучшат космическую связь

Попав в больницу после ДТП, я увидела умершую маму

Правительство США прячет тела инопланетян

Происхождение сверхмассивной черной дыры Стрелец A

Скоро США будут отслеживать все воздушные и наземные цели

Тайны древней шумерской цивилизации

Тайны пещеры Махишасурамардини

Трамп находятся под угрозой из-за НЛО

Чиновник из США напишет мемуары об НЛО

Экзопланета бросает вызов теориям о формировании планет

Я держал в руках инопланетную технологию

Внутреннее ядро Земли - непреходящая загадка

Внутри зловещего тематического парка

Водитель автобуса охотится на упырей по всей Великобритании

Вращающийся НЛО замечен над городком Шото

Вулканизму на Луне 120 миллионов лет

Вышла книга уфолога об НЛО и спецслужбах

Душа, НЛО, Время, Вера

Житель Монтаны снимает шокирующие кадры с НЛО

Загадка странного НЛО, замеченного над горой в Йоркшире

Загадочный остров Наксос

Зонды помогут разгадать тайну утечки воды с Марса

Иисус Христос был волшебником

Инопланетяне были обнаружены на Земле

Китай ускорил разработку стелс-беспилотников

Космические эксперименты помогут в выявлении рака

Мифы о знаменитом археологе Шлимане

Мужчина из Монтаны снял НЛО крупным планом

НЛО с оранжевыми и красными вращающимися огнями

Новая технология делает кожу невидимой

Новый справочник по НЛО выдали полиции США

Обзор планируемой экспансии человечества на Луну

Обнаружили плазменные пузыри над пирамидами Гизы

Огромные белые полосы в небе Серпухова

Режиссер утверждает, что Трамп и Кеннеди рискуют из-за НЛО

Сакральная архитектура исчезнувших цивилизаций

Секретный китайский космоплан вернулся на Землю

Тайна сокровищ Шри Падманабхасвами

Трамп рискует из-за раскрытия информации об НЛО

Что предсказал России пророк Немчин

Я имел дело с инопланетными технологиями

Борьба с мусором с помощью космического законодательства

Вспоминая о наблюдении НЛО в 1960 году

Галактика, образующая космический вопросительный знак

Дональд Трамп рискует из-за файлов об НЛО

Ева Хьюсон снимется в фильме Стивена Спилберга про НЛО

Есть доказательства того, что мы не одиноки

Информатор об НЛО не склонен к самоубийству

Искусственный интеллект и биофизика

Любители могут помочь в мониторинге погоды на Юпитере

Люди полетят к Марсу через два года

Место обнаружения НЛО в Северной Альберте

Можно ли дистанционно заблокировать доступ к смартфону

Музыканты столкнулись с НЛО

На китайских фермах обнаружили десятки новых вирусов

На певицу в тюрьме напал дух массового убийцы

Полиции по всей территории США выдали справочник по НЛО

Ранее невиданные свойства нейтронных звезд

Связь квантовой механики и космологии

Снежный человек на Марсе вызывает споры

Содержимое памяти ПК растекается на 7 метров вокруг

Создали первую цветную карту Марса

Справочник по НЛО выдали полицейским США

Стоунхендж - величественная мегалитическая структура

Табличка-талисман от Зла найдена в древнем замке

Тела инопланетян находили на Земле

Удивительная тайна Муса-Брош

Уникальность упавшего над Филиппинами астероида

Ученые разгадали тайну рейса MH370

Феномен смены времен года выявлен на Марсе

Царь Мидас был реальным человеком

Большую акулу съело неизвестное существо

Всепоглощающая вера в инопланетян опасна для общества

Генная инженерия Ануннаков

Гигантские 'Врата ада' на Земле увеличиваются

Гигантский астероид изменил форму Ганимеда

Глазго - столица НЛО в Великобритании

Горная страна тысячи храмов над облаками

Города-призраки, отели с привидениями, НЛО

Группа Offspring's Noodles видела НЛО

Детекторы озера Лох-Несс фиксируют регулярное сердцебиение

Дом экстремистского культа НЛО продается

Загадочная погребальная камера царя Снеферу

Как правильно идентифицировать НЛО

Кислотные дожди. Реальная опасность или миф

Нанопластик способен проникать в мозг

Научные прорывы в области сновидений

Норвежская принцесса выходит замуж за американского шамана

Пилот бесследно исчез, пытаясь поймать НЛО

Посадочная площадка для НЛО в Сент-Поле

Почему тайна черной дыры все еще остается неразгаданной

Рабочий схватился с гоблином в поместье

Рецензия уфолога на книгу Луиса Элизондо

Сияющая сфера превращается в двух детей

Следы серы в атмосфере близлежащей суперземли

Собака меняет облик, превращаясь в человека

Средневековые курганы с необычной особенностью

Таинственная история нубийского фараона

Тайна Стоунхенджа становится все более загадочной

Уфолог поделится опытом в библиотеке Дегенштейна

ЦРУ сорвало исследование Гаванского синдрома

Вера в инопланетян выходит из-под контроля

Гравитационные волны могут обнаружить работу варп-привода

Грибам доверили управлять роботами

Живых мышей сделали прозрачными

Загадочное существо из Звездных войн

Загадочные подземные гробницы династии Юань

Зонд сделал селфи своего гигантского солнечного паруса

Когда на самом деле родился Иисус

Когда спят инопланетяне

Музыкант с помощью ИИ обманом заработал миллионы

На Луне нашли следы вулканов, действовавших недавно

На севере Волгограда горожане заметили белый НЛО

НАСА объясняет странный шум, услышанный астронавтом

Нострадамус президентских выборов ставит на Камалу Харрис

Обнаружена новая катаклизмическая система

Общались ли инопланетяне с Boeing Starliner

Охота на пришельцев помешает поискам следов жизни

Оценили способность ИИ заменить журналистов

Портал AARO по исследованию НЛО окутан тайной

Почему мы так очарованы инопланетянами

При столкновении с астероидом сместилась ось Ганимеда

Самая большая в мире золотая рыбка найдена мертвой

Секретная роль Антарктиды в межзвездной торговле

Странный астероид, который считает себя кометой

Тайны древности раскрываются в Гёбекли-Тепе

У нас уже есть технология обнаружения НЛО

Формирования экзопланет гравитационной нестабильностью

Фото путешественника во времени вызвала бурю негодования

Фу Файтеры - НЛО времен Второй Мировой войны

Эссекс - центр встреч с инопланетянами

Астероид врезался в атмосферу Земли

Астронавт заметил загадочную ярко-зеленую вспышку

Библейский артефакт будет выставлен на всеобщее обозрение

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика