Группа японских и американских ученых визуализировала компоненты метеорита с гораздо более высоким разрешением, чем когда-либо прежде. Их усилия привели к гораздо лучшему изучению и лучшему пониманию веществ внутри углеродистых хондритов, метеоритов, содержащих органические вещества, которые приземляются. Эти вещества включают водород, углерод, азот и воду, все они необходимы для жизни.
Исследование было опубликовано 2 января 2019 года в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Углеродистые хондриты состоят из таких материалов, как горные породы, органические вещества, лед и мелкозернистая пыль, большинство из которых образовались в Солнечной системе. Происхождение органического вещества, обнаруженного в метеоритах, восходит к формированию Солнечной системы, или примерно 4,5 миллиарда лет назад. Таким образом, найденные на Земле и детально проанализированные эти углеродсодержащие хондриты помогают понять историю Солнечной системы, образование органических соединений, наличие воды на Земле и, в конечном счете, происхождение жизни.
Возможность визуализировать органические и неорганические компоненты метеоритов, упавших на Землю, важна, поскольку позволяет исследователям понять влияние на них внешних факторов, таких как вода и температура. В частности, метод, который позволяет исследователям лучше видеть и анализировать молекулярные структуры, в конечном итоге помогает им понять пространственные отношения между органическим веществом и минералами. Это жизненно важно для отслеживания образования, а также эволюции органического вещества и, в конечном счете, для понимания истории формирования Солнечной системы. Кроме того, понимание происхождения метеоритов имеет решающее значение для определения происхождения воды и жизни на планете.
Однако исследования на сегодняшний день были ограничены их методами, а также микроскопией, которая давала изображения с гораздо более низким разрешением. Таким образом, образование и эволюция внеземного органического вещества до сих пор остаются практически неизвестными и анализируются только после экстракции, которая представляет собой сложный многоэтапный процесс, подверженный множеству методологических ошибок..
Исследователи недавно в основном проводили анализ органического вещества, чтобы увидеть распределение и ассоциации с неорганическими соединениями, которые могут помочь нам понять химию, такую как синтез органического вещества, катализируемый минералами, во время процессов изменения в родительских астероидах метеоритов и исторической пыли. процессов в ранней Солнечной системе. Однако, поскольку компоненты метеоритов очень мелкие, микроскопические методы для анализа таких распределений и ассоциаций ограничены», - говорит Йоко Кебукава, доктор философии, доцент инженерного факультета Йокогамского национального университета в Японии и автор соответствующей статьи. бумаги.
В этом исследовании внимание было сосредоточено на визуализации компонентов углеродистых хондритов с помощью мощного метода микроскопии, который позволяет получать изображения компонентов метеорита с гораздо лучшим разрешением. Этот метод, инфракрасная спектроскопия на основе атомно-силовой микроскопии (АСМ-ИК), позволил исследователям увидеть компоненты двух углеродистых хондритов, метеорита Мерчисон и метеорита Белла, с гораздо более высоким разрешением. Это, в свою очередь, дало гораздо более подробные изображения, чем те, которые были получены до сих пор.
«Техника АСМ-ИК позволила нам преодолеть ограничение плохого пространственного разрешения инфракрасной спектроскопии, чтобы увидеть мелкие детали органического вещества, поскольку оно распределено в метеоритах и ассоциациях минералов», - добавляет Кебукава.
В будущем команда планирует сосредоточиться на роли минералов в формировании и эволюции органического вещества в метеоритах во время внешних процессов, влияющих на тела, из которых они происходят. По словам Кебукавы, «для этого требуются две вещи, а именно анализ метеоритов, которые были изменены несколькими способами, а также надлежащее экспериментальное моделирование этих процессов изменения, которое позволит использовать вышеупомянутые методы».