Lód na starożytnych asteroidach, takich jak Ryugu, mógł odegrać kluczową rolę w zapoczątkowaniu życia na Ziemi.
Naukowcy z Imperial i współpracownicy przeanalizowali skały asteroid i odkryli pęknięcia spowodowane cyklami zamrażania i rozmrażania. Procesy te prawdopodobnie umożliwiły dostarczenie na naszą planetę wody i niezbędnych materiałów organicznych, dostarczając niezbędnych cegiełek do powstania życia miliardy lat temu.
Rola wody w ewolucji asteroid
Badanie prowadzone pod kierunkiem dr Matta Genge z Wydziału Nauk o Ziemi i Inżynierii firmy Imperial we współpracy ze współpracownikami z Muzeum Historii Naturalnej, Uniwersytetu w Kent i Japońskiej Agencji Kosmicznej (JAXA). Wskazuje, że skały z asteroidy Ryugu, przywrócone na Ziemię przez misję JAXA Hayabusa2, noszą ślady spękania przez lód.
Zespół badawczy odkrył, że pęknięcia te były wypełnione minerałami ilastymi i siarczkowymi, które tworzyły się w obecności wody. Wydaje się, że te wypełnione minerałami pęknięcia powstały w wyniku procesu zamrażania i rozmrażania, podczas którego lód rozszerza się i kurczy w miarę topienia i ponownego zamarzania, powodując rozpad skały.
Sugeruje to, że woda odegrała kluczową rolę w zmianie składu asteroidy we wczesnym Układzie Słonecznym. Naukowcy uważają, że zmiany te mogły umożliwić dostarczenie na Ziemię niezbędnych materiałów organicznych, a także gliny, minerałów siarczkowych i wody, gdy asteroida uderzyła w naszą planetę miliardy lat temu. Dostawa ta mogła być kluczowym czynnikiem w pojawieniu się życia na Ziemi.
Jak cykle zamrażania i rozmrażania doprowadziły do życia na Ziemi
Dr Genge powiedział: „Nasze odkrycia sugerują, że powtarzające się topienie i zamarzanie lodu na asteroidach mogło pomóc w powstaniu życia na Ziemi.
„Nasze obliczenia wskazują, że ciśnienie wywierane przez rosnący lód jest wystarczające, aby rozbić asteroidy w ich jądrze, umożliwiając rozprzestrzenienie się po nich wody. Następnie woda wchodzi w interakcję z minerałami znajdującymi się wewnątrz asteroidy, tworząc niezbędną materię organiczną, która zostałaby dostarczona na wczesną Ziemię, tworząc oceany i organiczne elementy budulcowe życia”.
Chociaż zderzenia z innymi asteroidami również mogą powodować pęknięcia, zespół doszedł do wniosku, że specyficzne kształty pęknięć na asteroidzie Ryugu mogły powstać jedynie w procesie zamarzania i rozmrażania.
Te cykle zamrażania i rozmrażania nie tylko spowodowały pęknięcie Ryugu, ale także umożliwiły ucieczkę wody przez te pęknięcia, tworząc gejzery na powierzchni asteroidy.
Artykuł ukazuje się w Astronomia przyrodnicza.
Rozszyfrowanie drobnych złamań Ryugu
Zespół przeprowadził badania na milimetrowym kawałku Ryugu sprowadzonym na Ziemię przez JAXA. Do analizy próbki wykorzystali rentgenowską tomografię komputerową (XCT), która jest podobna do medycznej tomografii komputerowej, ale dotyczy skał – co pozwala zobaczyć trójwymiarowe kształty pęknięć asteroidy.
Oprócz cienkich pęknięć, które wskazywały na rolę lodu tworzącego pęknięcia na asteroidzie, badacze odkryli także „żyły” zawierające framboidalny magnetyt – maleńkie, kuliste kryształy magnetycznego tlenku żelaza – które stanowią kolejny dowód na obecność wody.
Naukowcy zauważyli, że złamania i żyły miały dziwne zakrzywione kształty i wyglądały jak seria guzków. To charakterystyczny kształt żył pomógł im zrozumieć rolę lodu: zespół przeprowadził eksperymenty na ziarnach lodu osadzonych w glinie i odkrył podobne pęknięcia przypominające guzki tworzące się wokół ziaren lodu.
„To pękanie asteroid w wyniku zamarzania i rozmrażania spowodowało, że asteroidy zostały całkowicie zmienione przez wodę. Bez niego te życiodajne materiały mogłyby być znacznie rzadsze. Kosmiczna gra „Kamień, nożyce, lód” może być istotną częścią powstania życia” – podsumował dr Genge.
Odniesienie: „Evidence from 162173 Ryugu for the wpływ zamarzania-rozmrażania na hydratację asteroid” autorstwa Matthew J. Genge, Natasha V. Almeida, Matthias van Ginneken, Lewis Pinault, Penelope J. Wozniakiewicz i Hajime Yano, 26 września 2024 r., Astronomia przyrodnicza.
DOI: 10.1038/s41550-024-02369-7
