Murchison

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
MurchisonSaturn transparent.png
Murchison crop.jpg
Зразок метеорита Murchison у Національному музеї природознавства (Вашингтон)
Тип Хондрит
Клас Вуглецевий хондрит
Група CM2
Склад Загальний вміст заліза — 22,13%,
вода — 12%
Метаморфізм S1-2
Країна Австралія
Регіон Вікторія
Координати 36°37′ пд. ш. 145°12′ сх. д. / 36.617° пд. ш. 145.200° сх. д. / -36.617; 145.200Координати: 36°37′ пд. ш. 145°12′ сх. д. / 36.617° пд. ш. 145.200° сх. д. / -36.617; 145.200[1]
Спостереження падіння Так
Дата падіння 28 вересня 1969 р.
Вага >100 кг
Площа розсіювання Так
Murchison-meteorite-stardust.jpg
Пара зернин із метеорита Murchison

Метеорит Murchison отримав свою назву від села Мерчісон, штат Вікторія, Австралія. Він є одним із найкраще досліджених метеоритів завдяки своїй масі (>100 кг), завдяки факту, що його падіння було спостережене очевидцями, а також тому, що він належить до групи метеоритів, багатих на органічні сполуки.

Історія[ред.ред. код]

28 вересня 1969 року близько 10:58 за місцевим часом, поблизу селища Мерчісон, Вікторія, у Австралії, очевидці мали змогу спостерігати падіння яскравої вогняної кулі, яка, за їхніми ж свідченнями, перед тим як приземлитись і зникнути з поля зору, розділилася на три фрагменти,[1] залишивши по собі хмару диму. Приблизно за 30 секунд було чутно сильний гуркіт. Багато уламків було виявлено на площі понад 13 км², індивідуальна маса кожного з яких складала до 7 кг. Один із них, масою 680 г, проламав дах (ймовірно, стодоли) та приземлився в сіні.[1] Загальна вага зібраних уламків перевищує 100 кг.

Класифікація та композиція[ред.ред. код]

Метеорит належить до групи CM класу вуглецеві хондрити (див. класифікацію метеоритів). Так само як і більшість метеоритів-хондритів групи CM, Murchison класифікується як такий, що належить до петрологічного типу 2, а це означає, що він піддавався сильному вивітрюванню під дією водовмісних потоків на його батьківському тілі,[2] перед тим як потрапити на Землю. Хондрити групи CM, так само як і ті, що належать до групи CI, — багаті на вуглець, і належать до найбільш примітивних метеоритів з огляду на хімічний склад.[3] Так само як і інші хондрити групи CM, Murchison містить безліч кальцієво-алюмінієвих включень. Було ідентифіковано понад 15 амінокислот у складі метеориту (відносяться до базових компонентів, необхідних для виникнення й існування життя).[4] Всі амінокислоти, виявлені в метеориті Murchison, пізніше були синтезовані в результаті лабораторних експериментів шляхом застосування електричного розряду до суміші метану, азоту та води із домішками аміаку.[4]

Органічна матерія[ред.ред. код]

Фрагмент метеорита Murchison (справа) та його ізольовані індивідуальні частинки (показані в пробірці).

Murchison містить поширені амінокислоти, такі як гліцин, аланін та глутамінова кислота, а також рідкісні, такі як ізовалін та псевдолейцин.[5] Була виокремлена також складна суміш алканів, подібна до тої, яку було виявлено в ході експерименту Міллера-Юрі. Серин та треонін, які в таких випадках зазвичай вважаються забрудниками земного походження, були відсутні у зразках метеорита, що викликало певні підозри. У метеориті Murchison також було ідентифіковане специфічне сімейство амінокислот, а саме — діамінові кислоти.[6]

У початковій публікації результатів досліджень було вказано, що амінокислоти у складі метеорита є рацемічними, а отже були сформовані в абіотичний спосіб, оскільки всі амінокислоти земних протеїнів мають L-конфігурацію. Пізніше було знайдено амінокислоту аланін, яка є також протеїновою амінокислотою, і, як виявилося, має надлишок L-ізомерів,[7] що й стало причиною того, що деякі науковці почали підозрювати земне забруднення, зважаючи на аргумент, що було б «незвично, якби абіотична стереоселективна реакція розпаду або синтезу амінокислот відбулася з протеїновими, але не відбувалася б із непротеїновими амінокислотами.»[8] У 1997 році надмір L-ізомерів було виявлено також у непротеїновій амінокислоті, а саме — в ізоваліні,[9] що дозволило припускати позаземне походження молекулярної асиметрії в Сонячній системі. В той же час надмір L-ізомерів аланіну був знову виявлений у складі іншого уламка метеорита Murchison, але цього разу вже з більшою кількістю ізотопу 15N,[10] а земне походження цього ізотопного спарювання було пізніше спростоване на аналітичній основі.[11] До 2001 року список органічних речовин, знайдених у складі метеориту, розширився ще на один різновид, а саме — полігідроксильні спирти.[12]

Клас сполук[13] Концентрація (ppm)
Амінокислоти 17-60
Аліфатичні вуглеводні >35
Ароматичні вуглеводні 3319
Фулерени >100
Карбоксильні кислоти >300
Гідрокарбоксильні кислоти 15
Пурини та піримідини 1.3
Спирти 11
Сульфокислоти 68
Фосфонові кислоти 2

Хоча сам метеорит містив суміш лівих та правих ізомерів амінокислот, більшість амінокислот на Землі є лівими за хіральністю, а більшість цукрів — правими. Команда шведських науковців у 2005 році продемонструвала, що ця земна гомохіральність могла бути спричинена, або каталізована, як наслідок дії L-енантіомерної амінокислоти, такої як пролін.[14]

Існує декілька рядів ознак, які свідчать про те, що внутрішні ділянки добре збережених фрагментів метеорита Murchison є чистими, тобто не зазнали впливу земного середовища. В ході дослідження одного зі зразків метеорита, яке було проведене у 2010 році з використанням високоточних аналітичних засобів, таких як спектроскопія, було ідентифіковано 14 000 молекулярних сполук, в тому числі — 70 амінокислот у складі цього зразка.[15][16] Обмеженні можливості аналізу з використанням мас-спектрометрії дають змогу визначити потенційну кількість унікальних молекулярних композицій — до 50 000 або більше, в той час як за приблизними оцінками команди науковців, які проводили ці дослідження, у складі метеорита можуть міститись мільйони відмінних органічних сполук.[17]

Азотисті основи нуклеотидів[ред.ред. код]

Досліджені пуринові та піримідинові сполуки є вродженими компонентами метеорита Murchison. Ізотопні відношення вуглецю δ13C для урацилу та ксантину становлять +44.5 та +37.7 відповідно, та свідчать про позаземне походження цих сполук. Ці результати демонструють, що багато з тих органічних сполук, які є складовими життя на Землі, були присутні у Сонячній системі вже на ранніх етапах її існування, і могли відіграти ключову роль у виникненні життя.[18]

Примітки[ред.ред. код]

  1. а б в (англ.)«Murchison». Meteoritical Bulletin Database. The Meteoritical Society. 
  2. (англ.)Airieau, S. A.; Farquhar, J.; Thiemens, M. H.; Leshin, L. A.; Bao, H.; Young, E. (2005). «Planetesimal sulfate and aqueous alteration in CM and CI carbonaceous chondrites». Geochimica et Cosmochimica Acta 69 (16). с. 4167–4172. Bibcode:2005GeCoA..69.4167A. doi:10.1016/j.gca.2005.01.029. 
  3. (англ.)«Planetary Science Research Discoveries: Glossary». 
  4. а б (англ.)Kvenvolden, K., Lawless, J., Pering, K., Peterson, E., Flores, J., Ponnamperuma, C., Kaplan, I. R. and Moore, C. Proc. (квітень, 1972). «Nonprotein Amino Acids from Spark Discharges and Their Comparison with the Murchison Meteorite Amino Acids». Natural Academy of Science, USA. 69, No. 4. с. 809–811. 
  5. (англ.)Kvenvolden, Keith A.; Lawless, James; Pering, Katherine; Peterson, Etta; Flores, Jose; Ponnamperuma, Cyril, Kaplan, Isaac R.; Moore, Carleton (1970). «Evidence for extraterrestrial amino-acids and hydrocarbons in the Murchison meteorite». Nature 228 (5275). с. 923–926. Bibcode:1970Natur.228..923K. doi:10.1038/228923a0. PMID 5482102. 
  6. (англ.)Meierhenrich, Uwe J.; al. (2004). «Identification of diamino acids in the Murchison meteorite». PNAS 101 (25). с. 9182–9186. Bibcode:2004PNAS..101.9182M. doi:10.1073/pnas.0403043101. PMC 438950. PMID 15194825. 
  7. (англ.)Engel, Michael H.; Nagy, Bartholomew (29-04-1982). «Distribution and enantiomeric composition of amino acids in the Murchison meteorite». Nature 296 (5860). с. 837–840. Bibcode:1982Natur.296..837E. doi:10.1038/296837a0. 
  8. (англ.)Bada, Jeffrey L.; Cronin, John R.; Ho, Ming-Shan, Kvenvolden, Keith A.; Lawless, James G.; Miller, Stanley L.; Oro, J.; Steinberg, Spencer (10-02-1983). «On the reported optical activity of amino acids in the Murchison meteorite». Nature 301 (5900). с. 494–496. Bibcode:1983Natur.301..494B. doi:10.1038/301494a0. 
  9. (англ.)Cronin, John R.; Pizzarello, S. (1997). «Enantiomeric excesses in meteoritic amino acids». Science 275. с. 951–955. doi:10.1126/science.275.5302.951. 
  10. (англ.)Engel, Michael H.; Macko, S. A. (01-09-1997). «Isotopic evidence for extraterrestrial non-racemic amino acids in the Murchison meteorite». Nature 389 (6648). с. 265–268. Bibcode:1997Natur.389..265E. doi:10.1038/38460. PMID 9305838. 
  11. (англ.)Pizzarello, Sandra; Cronin, JR (1998). «Alanine enantiomers in the Murchison meteorite». Nature 394. с. 236. doi:10.1038/28306. 
  12. (англ.)Cooper, George; Kimmich, Novelle; Belisle, Warren; Sarinana, Josh; Brabham, Katrina; Garrel, Laurence (20-11-2001). «Carbonaceous meteorites as a source of sugar-related organic compounds for the early Earth». Nature 414 (6866). с. 879–883. Bibcode:2001Natur.414..879C. doi:10.1038/414879a. PMID 11780054. 
  13. (англ.)Machalek, Pavel (17-02-2007). «Organic Molecules in Comets and Meteorites and Life on Earth» (PDF). Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University. Процитовано 2008-10-07. 
  14. (англ.)Córdova, Armando; Engqvist, Magnus; Ibrahem, Ismail; Casas, Jesús; Sundén, Henrik (2005). «Plausible origins of homochirality in the amino acid catalyzed neogenesis of carbohydrates». Chem. Commun. (15). с. 2047–2049. doi:10.1039/b500589b. PMID 15834501. 
  15. (англ.)«Space rock contains organic molecular feast». BBC News. 15 February 2010. Процитовано 2010-02-15. 
  16. (англ.)Schmitt-Kopplin, Philippe; Zelimir Gabelica, Régis D. Gougeon, Agnes Fekete, Basem Kanawati, Mourad Harir, Istvan Gebefuegi, Gerhard Eckel, and Norbert Hertkorn. (Published online before print 16-02-2010). «High molecular diversity of extraterrestrial organic matter in Murchison meteorite revealed 40 years after its fall» (PDF). PNAS 107 (7). с. 2763–2768. Bibcode:2010PNAS..107.2763S. doi:10.1073/pnas.0912157107. PMC 2840304. PMID 20160129. Процитовано 2010-02-16. 
  17. (англ.)Matson, John (15 February 2010). «Meteorite That Fell in 1969 Still Revealing Secrets of the Early Solar System». Scientific American. Процитовано 2010-02-15. 
  18. (англ.)Martins, Zita; Oliver Botta, Marilyn L. Fogel Mark A. Sephton, Daniel P. Glavin, Jonathan S. Watson, Jason P. Dworkin, Alan W. Schwartz, Pascale Ehrenfreund. (Available online 20-03-2008). «Extraterrestrial nucleobases in the Murchison meteorite» (PDF). Earth and Planetary Science Letters. Процитовано 2008-10-07. 

Посилання[ред.ред. код]