Исследователи из Института астрономии Макса Планка и Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене продемонстрировали новый способ образования органических соединений в условиях ранней Земли. Частицы железа из метеоритов и вулканического пепла могли выступить в качестве катализатора и способствовать образованию первых органических молекул из газов атмосферы.
В химической промышленности для производства углеводородов из монооксида углерода и водорода используется процесс Фишера-Тропша, в котором ключевую роль играют металлические катализаторы. Исследователи предположили, что подобные химические реакции могли происходить и в атмосфере ранней Земли.
Они определили два возможных источника измельченных металлов, которые подходят для процесса Фишера-Тропша. Ими могли быть частицы пепла, образующиеся при извержениях вулканов, которые обычно имеют размер несколько микрометров. Второй вариант — богатые железом метеориты, которые при прохождении через атмосферу Земли разрушаются до микронного и наноразмерного размера.
Чтобы проверить гипотезу, ученые собрали образцы метеоритов и пепла вулкана Этна. Измельчив частицы до нужного размера, они обработали их таким образом, чтобы удалить атомы кислорода, которого практически не было на ранней Земле. Готовую смесь поместили в камеру высокого давления, заполненную углекислым газом и водородом. Эта газы составляли основу атмосферы в то время, при этом давление превышало современное почти в 100 раз.
В серии экспериментов с разными катализаторами, температурой и давлением, исследователи показали, что в условиях атмосферы ранней Земли под воздействием железной пыли могли формироваться метанол, этанол, ацетальдегид и формальдегид. Эти химические соединения являются компонентами важных строительных блоков жизни: жирных кислот, азотистых оснований, сахаров и аминокислот.
Результаты эксперимента доказывают, что такие реакции могли происходить на ранней Земле и расширяют представления о том, какие процессы предшествовали зарождению жизни, отмечают авторы исследования. Другие «классические» гипотезы описывают синтез органических соединений вокруг жерл на морском дне, с помощью электрических разрядов в богатой метаном атмосфере или образование органики в космосе. Возможно, будущие исследования покажут, какая из гипотез более вероятна или что все альтернативные варианты внесли свой вклад в возникновение жизни.
Читать далее:
Рядом с Землей нашли квазилуну: она путешествует вместе с нашей планетой больше 2 000 лет
Исследователи показали, как выглядел фараон Тутанхамон
Физики впервые сделали рентген отдельного атома
На обложке: фрагмент железного метеорита Кампо-дель-Сьело. Изображение: O. Trapp, Ludwigs-Maximilians-Universität