Ученые уже десятилетиями интересуются происхождением летучих элементов, необходимых для возникновения жизни на Земле. Недавнее исследование пытается разгадать эту тайну, изучая химические отпечатки цинка в фрагментах метеоритов — останках самых первых астероидов и планетезималей. Результаты исследования позволяют предположить, что без этих метеоритов первобытная Земля не имела бы элементов, необходимых для развития жизни.
Джек Шостак, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине, химик из Чикагского университета, ранее высказал предположение о том, что падения астероидов могли способствовать развитию жизни на Земле. По его мнению, при несильном ударе в атмосфере мог образоваться водород и метан, создавая условия для образования органических соединений.
Гипотеза Шостака расширяет ряд исследований, подтверждающих мысль о том, что подвижные элементы, способные переходить из твердого состояния в газообразное при низких температурах, имели важное значение. Сера, углерод, азот, водород, фосфор и кислород, равно как и вода, — все эти подвижные элементы присутствуют в живых организмах.
Эти летучие элементы присутствуют с момента образования Земли, около 4,5 миллиарда лет назад, но их происхождение по-прежнему остаётся загадкой для многих учёных. Шостак и некоторые другие предполагают, что эти элементы появились в результате столкновений с астероидами, опираясь на то, что Земля сформировалась из материи внутренней протосолнечной среды.
Для развенчания этого спорного вопроса учёные из Кембриджского университета и Императорского колледжа Лондона проанализировали несколько метеоритов. Понимание пути этих материалов на Землю поможет узнать об истоках жизни и её возможности где-то ещё. — говорит доктор Райсса Мартинс с факультета наук о Земле в Кембридже в сообщении для прессы.
Планетезимали в центре исследования
Доктор Мартинс и ее команда изучили состав каменистых планет Солнечной системы — планетезималей.
Мартинс и соавторы проанализировали разные изотопы цинка в 18 образцах метеоритов с разных планетезималей: 11 неуглеродистых и 7 углеродистых. Выбор пал на цинк из-за его необычного состава. Авторы сравнили каждый изотопный отпечаток с образцами земных пород. Полученные данные позволили смоделировать процесс накопления изотопов цинка за десятки миллионов лет, в течение которых Земля накапливала вещества.
Согласно результатам, опубликованным в журнале 70% массы Земли приходится на расплавленные планезимали, но содержание цинка в них составляет лишь около 10%. Команда предполагает, что 90% цинка Земли поступает из неуглеродистых метеоритов, например хондритов, которые не подвергались плавлению в начале формирования Солнечной системы и сохранили летучие элементы.
«Наши данные свидетельствуют об отсутствии гарантий того, что планеты имеют достаточно ресурсов для поддержания необходимого количества воды и других летучих соединений, вне зависимости от их состояний. », — говорит Мартинс. Она заключает: «В поиске пригодных для жизни планет важно учитывать влияние разнообразных материалов на наличие летучих веществ. ».