Meteoryty Murchison i Aguas Zarcas pod lupą. Odkryto tysiące związków organicznych

Międzynarodowy zespół naukowców przeanalizował fragmenty dwóch dobrze znanych obiektów kosmicznych: meteorytu Murchison, który spadł w Australii w 1969 r., oraz meteorytu Aguas Zarcas, odnalezionego w Kostaryce w 2019 r. Obie próbki stały się cennym źródłem informacji o składnikach, z których na wczesnym etapie formowały się planety Układu Słonecznego.

Do badań wykorzystano m.in. spektrometr mas MagLab oraz techniki mikroskopowe zastosowane w Brookhaven National Laboratory. Takie połączenie metod pozwoliło zarejestrować dziesiątki tysięcy związków opartych na węglu. Naukowcy zaznaczyli, że po raz pierwszy udało się uchwycić aż tak szeroką "bibliotekę" związków organicznych w materiale o tak dużym wieku, co daje nowe narzędzia do odtwarzania procesów chemicznych sprzed uformowania się Ziemi.

W eksperymentach stosowano niewielkie ilości materiału meteorytowego, które rozpuszczano w rozpuszczalnikach organicznych, a potem poddawano analizie spektrometrii masowej. Dzięki temu można było z dużą dokładnością określić, jakie wzory chemiczne pojawiają się w próbkach. Ponieważ sama spektrometria mas nie pokazuje szczegółowej architektury cząsteczek, sięgnięto po mikroskopię sił atomowych – umożliwiającą obrazowanie pojedynczych molekuł bez naruszania ich struktury.

Badacze zwrócili uwagę, że wyłapywanie i obserwacja pojedynczych cząsteczek w tak skomplikowanej mieszaninie to zadanie czasochłonne, potrafiące zająć nawet tygodnie. Zaznaczyli też, że to dopiero trzecie użycie tego typu mikroskopii w odniesieniu do tak starych próbek kosmicznych. Metoda pozwala nie tylko ustalić, jakie pierwiastki wchodzą w skład związków, ale również odczytać sposób połączeń między atomami i ich ułożenie w przestrzeni.

Porównanie meteorytów Murchison i Aguas Zarcas pokazało, że choć oba należą do tej samej grupy chondrytów węglowych, ich "podpis" chemiczny wyraźnie się różni. W próbkach znaleziono odmienne zestawy związków organicznych, co sugeruje, że planetoidy macierzyste przechodziły różne procesy chemiczne na najwcześniejszych etapach rozwoju Układu Słonecznego. Wniosek jest jasny: pierwotne warunki chemiczne w Układzie Słonecznym nie były jednolite.

Naukowcy podkreślili jednocześnie, że meteoryt Murchison – mimo iż jest jednym z najstarszych znanych obiektów tego typu – nie stanowi dowodu na "przywiezienie" życia na Ziemię. Pokazuje jednak, jak obfita w związki organiczne mogła być materia kosmiczna jeszcze zanim nasza planeta powstała. W praktyce wyniki pomagają lepiej zrozumieć, z jakiej chemicznej bazy mogło startować życie na Ziemi oraz jakie procesy mogły towarzyszyć kształtowaniu się planet i potencjalnym warunkom sprzyjającym pojawieniu się życia.