Winzige Partikel von Meteoriten mit Anteilen von Stickstoff und Wasserstoff. klicken um zu vergrößern
Als sich das Sonnensystem vor Milliarden von Jahren zum ersten Mal bildete, wurden organische Moleküle - die Bausteine des Lebens - in die Mischung umgewandelt, aus der die Planeten entstanden. Wissenschaftler der Carnegie Institution haben eine Technik entwickelt, um diese winzigen organischen Partikel zu finden, die in Meteoriten versteckt sind. Diese Meteoriten haben seit der Entstehung des Sonnensystems überlebt, sodass Wissenschaftler die Verteilung des organischen Materials und die Prozesse verfolgen können, die sie bei der Bildung der Planeten durchlaufen haben.
Wie ein interplanetares Raumschiff, das Passagiere befördert, werden Meteoriten seit langem verdächtigt, relativ junge Bestandteile des Lebens auf unseren Planeten gebracht zu haben. Mithilfe neuer Techniken haben Wissenschaftler der Abteilung für Erdmagnetismus der Carnegie Institution entdeckt, dass Meteoriten andere, viel ältere Passagiere als primitive organische Partikel befördern können, die vor Milliarden von Jahren entweder im interstellaren Raum oder im äußeren Bereich der Sonne entstanden sind System, als es begann, aus Gas und Staub zu verschmelzen. Die Studie zeigt, dass die Elternkörper von Meteoriten - die großen Objekte aus dem Asteroidengürtel - primitive organische Stoffe enthalten, die denen in interplanetaren Staubpartikeln ähneln, die möglicherweise von Kometen stammen. Das Ergebnis liefert Hinweise darauf, wie organische Materie in dieser längst vergangenen Zeit im Sonnensystem verteilt und verarbeitet wurde. Die Arbeit wird in der Ausgabe von Science vom 5. Mai 2006 veröffentlicht.
"Atome verschiedener Elemente kommen in verschiedenen Formen oder Isotopen vor, und ihre relativen Anteile hängen von den Umgebungsbedingungen ab, unter denen sich ihre Träger gebildet haben, wie z. B. der angetroffenen Wärme, chemischen Reaktionen mit anderen Elementen usw.", erklärte der Hauptautor Henner Busemann. „In dieser Studie haben wir die relativen Mengen verschiedener Isotope von Wasserstoff (H) und Stickstoff (N) untersucht, die mit winzigen Partikeln unlöslicher organischer Substanz assoziiert sind, um die Prozesse zu bestimmen, die den ursprünglichsten bekannten Meteoritentyp hervorgebracht haben. Das unlösliche Material ist chemisch sehr schwer zu zersetzen und übersteht selbst sehr harte Säurebehandlungen. “
Die Forscher verwendeten eine mikroskopische Bildgebungstechnik, um die Isotopenzusammensetzung von unlöslichem organischem Material aus sechs kohlenstoffhaltigen Chondritmeteoriten zu analysieren - dem ältesten bekannten Typ. Der relative Anteil der Isotope von Stickstoff und Wasserstoff, der mit der unlöslichen organischen Substanz assoziiert ist, wirkt als „Fingerabdruck“ und kann Aufschluss darüber geben, wie und wann der Kohlenstoff gebildet wurde. Das in der Natur am häufigsten vorkommende Stickstoffisotop ist 14N; sein schwereres Geschwister ist 15N. Unterschiedliche Mengen von 15 N zusätzlich zu einer schwereren Form von Wasserstoff, genannt Deuterium (D), ermöglichen es den Forschern zu erkennen, ob ein Teilchen seit der Entstehung des Sonnensystems relativ unverändert ist.
"Die verräterischen Zeichen sind viel Deuterium und 15N, die chemisch an Kohlenstoff gebunden sind", kommentierte Co-Autor Larry Nittler. „Wir wissen zum Beispiel seit einiger Zeit, dass interplanetare Staubpartikel (IDP), die von hochfliegenden Flugzeugen in der oberen Atmosphäre gesammelt werden, große Überschüsse dieser Isotope enthalten, was wahrscheinlich auf Spuren von organischem Material hinweist, das sich im interstellaren Medium gebildet hat. Die Binnenvertriebenen weisen andere Merkmale auf, die darauf hinweisen, dass sie von Körpern - vielleicht Kometen - stammen, die weniger stark verarbeitet wurden als die Asteroiden, von denen Meteoriten stammen. “
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass einige Meteoritenproben, wenn sie in den gleichen winzigen Maßstäben wie interplanetare Staubpartikel untersucht werden, tatsächlich ähnliche oder sogar höhere Häufigkeiten von 15N und D aufweisen als die für Binnenvertriebene gemeldeten. "Es ist erstaunlich, dass unberührte organische Moleküle, die mit diesen Isotopen assoziiert sind, die harten und turbulenten Bedingungen im inneren Sonnensystem überstehen konnten, als die Meteoriten, die sie enthalten, zusammenkamen", reflektierte Co-Autor Conel Alexander. "Es bedeutet, dass die Elternkörper - die Kometen und Asteroiden - dieser scheinbar unterschiedlichen Arten von außerirdischem Material ähnlicher sind als bisher angenommen."
„Früher konnten wir nur winzige Proben von Binnenvertriebenen untersuchen. Unsere Entdeckung ermöglicht es uns nun, große Mengen dieses Materials aus Meteoriten zu extrahieren, die groß sind und mehrere Prozent Kohlenstoff enthalten, anstatt aus Binnenvertriebenen, die in der Größenordnung von einer Million Millionen Mal weniger massereich sind. Dieser Fortschritt hat ein völlig neues Fenster für das Studium dieser schwer fassbaren Zeit geöffnet “, schloss Busemann.
Ursprüngliche Quelle: Carnegie Institution
