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同位素分析检测古代陨石的有机组成揭示了早期太阳系

嘉峪检测网        2018-08-17 16:45

在45亿年前太阳系诞生时形成的陨石中发现的有机物的起源,可能为理解地球上生命的诞生提供了关键线索。它还可以帮助天文学家研究其他太阳系的潜在可居住性。这是由曼彻斯特大学领导的一项新研究得出的结论。这项新研究发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences of The United States of America, PNAS)上。研究证实,在球粒小行星中聚集的有机物质可能是在太阳系婴儿时期通过基本化学反应形成的。

 

碳质球粒陨石是起源于球粒小行星陨石,与我们的太阳系一样古老。由曼彻斯特大学地球与环境科学学院罗曼·塔尔特斯博士领导的研究人员,一直在分析在这些特定陨石中发现的有机物质中氧的同位素组成。同位素是同一元素的原子,质子数相同,但中子数不同。同位素分析为科学家提供了一种化合物的同位素特征,该化合物作为形成过程的指纹。通过这样做,研究小组已经确定了陨石中包含的有机物质的来源,这些物质是由生命所必需的关键元素组成的,如碳、氢、氧、氮和硫

 

这一发现表明,如果有机物质可以通过基本的化学过程在我们的太阳系中形成,那么它们有可能在其他行星系统中广泛存在。碳质球粒陨石是由在太阳系形成的第一批固体材料——如岩石、有机物、水冰和细颗粒尘埃——构成的。当它们在地球上被发现并进行详细分析时,它们就像时间胶囊一样,可以用来了解行星是如何在数十亿年里形成和演化的。

 

“球粒陨石是早期太阳系的快照,提供了关于原行星和行星如何形成和被处理的关键见解,”Tartese博士说。富含有机物的碳质球粒陨石尤其罕见,仅占所有已知陨石的百分之几。“地球是一个动态的行星——板块构造和侵蚀等过程已经抹杀了大部分早期地球记录,”Tartese博士说。这使得对球粒陨石的全面研究对于理解我们的星球是如何形成和进化的变得更加重要。利用来自巴黎国家自然历史博物馆的样品,研究小组花了两年时间精确测量和解释了一些早期形成的陨石中有机物的氧同位素组成。

 

这项研究首次为碳质球粒有机物提供了“高精度三重氧同位素分析”。过去的研究主要集中在另外两种富含有机物的生命组成部分——氢和氮。氧比其他元素,如氢和氮有一个关键的优势,因为它在这些陨石中相当丰富,包括10-20%的球粒有机物。但最重要的是,它由三种不同的稳定同位素构成,而氢和氮只有两种稳定的同位素。氧有三种稳定的同位素,与氢和氮等两种稳定的同位素相比,它提供了额外的信息,为进一步限制球粒有机物的起源提供了关键线索。Tartese博士补充说:“氧同位素模式与联系太阳、小行星和类地行星组成的关系相似。因此,这可能意味着碳质球粒有机物是在太阳系早期通过化学反应形成的,而不是从星际介质继承而来。

 

本文来源于曼彻斯特大学官网,译文仅供参考。

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来源:曼彻斯特大学