Cynk w meteorytach odkrywa, że niezbędne substancje lotne na Ziemi pochodzą z niestopionych asteroid, kluczowych dla życia. Ta wiedza może pomóc w poszukiwaniu życia na innych planetach.
Naukowcy przeanalizowali sygnatury chemiczne cynku w meteorytach, aby prześledzić pochodzenie lotnych pierwiastków Ziemi. Ich odkrycia wskazują, że bez udziału „niestopionych” asteroid na Ziemi mogłoby brakować wystarczającej ilości lotnych związków, aby mogło powstać życie.
Substancje lotne to pierwiastki lub związki, które w stosunkowo niskich temperaturach zamieniają się w parę. Obejmują one sześć pierwiastków najczęściej występujących w organizmach żywych, a także wodę. Cynk występujący w meteorytach ma unikalny skład, który można wykorzystać do identyfikacji źródeł substancji lotnych Ziemi.
Naukowcy z Uniwersytetu w Cambridge i Imperial College w Londynieodkryli już wcześniej, że ziemski cynk pochodzi z różnych części naszego Układu Słonecznego: około połowa pochodzi z zewnątrz Jupiter a połowa pochodzi bliżej Ziemi.
„Jednym z najbardziej fundamentalnych pytań dotyczących pochodzenia życia jest to, skąd pochodzą materiały potrzebne do ewolucji życia” – powiedziała dr Rayssa Martins z Wydziału Nauk o Ziemi w Cambridge. „Jeśli zrozumiemy, w jaki sposób te materiały znalazły się na Ziemi, może nam to dostarczyć wskazówek, jak powstało życie tutaj i jak może pojawić się gdzie indziej”.
Rola planetozymali
Planetozymale to główne elementy składowe planet skalistych, takich jak Ziemia. Te małe ciała powstają w procesie zwanym akrecją, podczas którego cząstki wokół młodej gwiazdy zaczynają się sklejać i tworzą stopniowo większe ciała.
Ale nie wszystkie planetozymale są sobie równe. Najwcześniejsze planetozymale, które powstały w Układzie Słonecznym, były wystawione na działanie wysokiego poziomu radioaktywności, co spowodowało ich stopienie i utratę substancji lotnych. Jednak niektóre planetozymale powstały po wymarciu tych źródeł radioaktywności, co pomogło im przetrwać proces topnienia i zachować więcej substancji lotnych.
Badanie składu cynku w meteorytach
W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Postęp naukiMartins i jej współpracownicy przyglądali się różnym formom cynku, które przybyły na Ziemię z tych planetozymali. Naukowcy zmierzyli zawartość cynku w dużej próbce meteorytów pochodzących z różnych planetozymali i wykorzystali te dane do modelowania sposobu, w jaki Ziemia pozyskiwała cynk, śledząc cały okres akrecji Ziemi, który trwał dziesiątki milionów lat.
Wyniki pokazują, że choć te „stopione” planetozymale stanowią około 70% całkowitej masy Ziemi, dostarczają jedynie około 10% cynku.
Według modelu pozostała część cynku na Ziemi pochodziła z materiałów, które nie stopiły się i utraciły swoje lotne pierwiastki. Ich odkrycia sugerują, że niestopione, czyli „prymitywne” materiały były istotnym źródłem substancji lotnych dla Ziemi.
„Wiemy, że odległość między planetą a jej gwiazdą jest czynnikiem decydującym o ustaleniu warunków niezbędnych do utrzymania na powierzchni tej planety wody w stanie ciekłym” – powiedział Martins, główny autor badania. „Jednak nasze wyniki pokazują, że nie ma gwarancji, że planety zawierają odpowiednie materiały, aby mieć wystarczającą ilość wody i innych substancji lotnych – niezależnie od ich stanu fizycznego”.
Zdolność do śledzenia pierwiastków na przestrzeni milionów, a nawet miliardów lat ewolucji może okazać się istotnym narzędziem w poszukiwaniu życia gdzie indziej, np. Marslub na planetach poza naszym Układem Słonecznym.
„Podobne warunki i procesy są prawdopodobne również w innych młodych układach planetarnych” – powiedział Martins. „Rola, jaką te różne materiały odgrywają w dostarczaniu substancji lotnych, jest czymś, o czym powinniśmy pamiętać, szukając planet nadających się do zamieszkania gdzie indziej”.
Odniesienie: „Prymitywne asteroidy jako główne źródło ziemskich substancji lotnych” Rayssa Martins, Elin M. Morton, Sven Kuthning, Saskia Goes, Helen M. Williams i Mark Rehkämper, 11 października 2024 r., Postęp nauki.
DOI: 10.1126/sciadv.ado4121
Badania były częściowo wspierane przez Imperial College London, Europejską Radę ds. Badań Naukowych oraz brytyjskie badania i innowacje (UKRI).
