Hogyan érkeztek a Földre az élet építőkockái, az illékony anyagok?

A meteoritokban található cinknek unikális összetétele van, ami felhasználható a földi illékony anyagok forrásainak meghatározásához.

Kutatók a cink meteoritokban lévő ujjlenyomatai felhasználásával megállapították a Földön lévő illékony elemek eredetét. Az eredmények azt mutatják, hogy a meg nem olvadt aszteroidák nélkül nem lehetett volna elegendő ezekből az illékony anyagokból a Földön ahhoz, hogy kialakuljon az élet.

Az illékony anyagok, olyan elemek, vagy vegyületek viszonylag alacsony hőmérsékleten gőzzé változnak. Ide tartozik az élő organizmusokban található hat leggyakoribb elem, valamint a víz. A meteoritokban található cinknek unikális összetétele van, ami felhasználható a Föld illékony elemei és vegyületei forrásainak meghatározásához.  A Cambridgei Egyetem és az Imperial College London kutatói korábban azt találták, hogy a Föld cinkje a Naprendszerünk különböző részeiből származik: körülbelül a fele a Jupiteren túlról és fele a Földhöz közelebbről származik. 

A meteoritokban található cinknek unikális összetétele van, ami felhasználható a földi illékony anyagok forrásainak meghatározásához. 
Fotó: Cambridgei Egyetem

 

Az illékony anyagok fő forrásai a radioaktivitástól meg nem olvadt planetezimálok

 

Az egyik legalapvetőbb kérdés az élet eredetéről az, hogy honnan származnak azok az anyagok, amik szükségesek az élet kialakulásához. Ha megtudjuk, hogy kerültek ezek az anyagok a Földre, megtudhatjuk, hogy keletkezett itt az élet és hogyan alakulhat ki máshol.

A plenetezimálok a sziklás bolygók, mint például a Föld fő építőkockái. Ezek a kis testek az akkréció során alakulnak ki, amikor egy fiatal csillag körüli részecskék kezdenek egymáshoz tapadni, és fokozatosan nagyobb testekké formálódnak. De nem minden planetezimál jön létre ugyanúgy. A Naprendszerben legkorábban kialakult planetezimálok magas szintű radioaktivitásnak voltak kitéve, ami megolvasztotta őket és elvesztették illékonyságukat. Egyes planetezimálok azonban azután formálódtak, miután ezek a radioaktivitás források majdnem kihaltak, ami elősegítette, hogy túléljék az olvadási folyamatot és többet megőrzött illékonyságukból. A Science Advances magazinban publikált tanulmányban Dr. Rayssa Martins a Cambridgei Egyetem munkatársa, a tanulmány vezető szerzője és kollégái ezekből a planetezimálokból a Földre érkező cink különböző formáit vizsgálták.

Különböző planetezimálokból származó meteoritok nagy mintájából származó cinket mértek meg és ezekkel az adatokkal modellezték, hogyan került ez a cink a Földre, úgy, hogy a Föld akkréciójának több tíz millió évig tartó teljes periódusát nyomon követték. Eredményeik azt mutatják, hogy míg ezek az olvadt planetezimálok körülbelül 70%-ban járultak hozzá a Föld teljes tömegéhez, cinkjének körülbelül csak 10%-át adták. 

 

A modell szerint a földi cink többi része olyan anyagokból származik, amik nem olvadtak meg és nem vesztették el volatilis elemeiket.  Felfedezésük azt mutatja, hogy a meg nem olvadt, vagy „primitív” anyagok lényeges forrásai voltak a Föld illékony elemeinek és vegyületeinek.

 

Tudjuk, hogy egy bolygó és a csillaga közötti távolság meghatározó faktor abban, hogy a bolygón létrejöjjenek azok a szükséges körülmények, amik fenntartják a folyékony vizet a felszínén. De az eredményeik azt mutatják, hogy nincs garancia arra, hogy a bolygók beépítik az elegendő vízhez és más volatilis elemekhez és vegyületekhez szükséges megfelelő anyagokat - tekintet nélkül a fizikai állapotukra.

Az elemek nyomon követése az evolúció több millió vagy még több billió évén át is alapvető eszköz lehet a máshol, például a Marson, vagy a Naprendszerünkön kívüli bolygókon lévő élet keresésében.

Hasonló körülmények és folyamatok valószínűek más fiatal bolygórendszerekben.

(Forrás:  Cambridgei Egyetem: https://www.cam.ac.uk/)