В метеорите старше Земли нашли десятки тысяч органических соединений

Ученые подробно изучили органические вещества, сохранившиеся в двух метеоритах, и обнаружили десятки тысяч углеродсодержащих молекулярных составов. Кроме того, исследователям впервые в рамках такой работы удалось получить изображения отдельных молекул из метеоритного вещества. Результаты опубликованы в Planetary Science Journal.

Исследователи изучили фрагменты метеорита Мурчисон, упавшего в Австралии в 1969 году, и метеорита Агуаc-Заркас, обнаруженного в Коста-Рике в 2019 году. Оба относятся к углеродистым хондритам — древним метеоритам, богатым органическими соединениями.

Сначала ученые растворили небольшие образцы в органических растворителях и проанализировали их с помощью масс-спектрометра. Прибор позволяет различать огромное количество соединений в сложной смеси. В результате исследователи обнаружили десятки тысяч молекулярных составов.

Важно, что это не означает десятки тысяч совершенно разных молекул. Масс-спектрометр показывает химическую формулу вещества, но одна и та же формула может соответствовать разным структурам, в которых атомы соединены по-разному.

Чтобы разобраться в структуре отдельных молекул, ученые использовали другой метод — атомно-силовую микроскопию высокого разрешения. Очень тонкий зонд проходит над поверхностью образца и фиксирует взаимодействие с молекулами, не касаясь их напрямую. Так можно получить изображение того, как устроена отдельная молекула.

Такая работа требует огромного количества времени. На изучение одной сложной смеси и получение подходящих изображений могут уходить дни или даже месяцы. По словам исследователей, это лишь третий опубликованный случай применения подобной микроскопии к метеоритному материалу.

В итоге два метода дополнили друг друга. Масс-спектрометр дал широкую картину химического состава, а микроскопия позволила рассмотреть строение отдельных молекул.

Несмотря на сходство, Мурчисон и Агуаc-Заркас имеют заметно различающийся молекулярный состав. Совпала лишь относительно небольшая часть обнаруженных соединений.

Это указывает на разные условия, в которых формировались и изменялись астероиды-предшественники этих метеоритов. На их химический состав могли влиять нагрев, взаимодействие с водой и другие процессы. Получается, ранняя Солнечная система была далеко не однородной с химической точки зрения.

Мурчисон особенно интересен для таких исследований. Ученые оценивают его возраст как минимум в 5,5 млрд лет, поэтому часть содержащегося в нем вещества старше Земли. В метеорите также ранее находили пресолнечные зерна — частицы, образовавшиеся еще до появления Солнца.

Исследование не доказывает, что жизнь или ее непосредственные предшественники прибыли на Землю с метеоритами. Оно показывает другое — космическое вещество может содержать чрезвычайно сложный набор органических соединений.

Теперь ученые могут изучать не только то, какие вещества пережили формирование Солнечной системы, но и как устроены отдельные молекулы внутри них. Это дает более подробное представление о химических веществах, которые существовали до появления Земли и могли участвовать в последующих процессах, приведших к возникновению планет и жизни.

Найденный в Антарктиде метеорит рассказал о рождении Солнечной системы

Внутри марсианского метеорита нашли следы древней воды

Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX