Брюс Фегли осматривает метеорит. Изображение предоставлено: WUSTL Нажмите для увеличения
Используя примитивные метеориты, называемые хондритами, в качестве моделей, ученые Земли и планет в Вашингтонском университете в Сент-Луисе выполнили расчеты по дегазации и показали, что атмосфера ранней Земли была восстановительной, заполненной метаном, аммиаком, водородом и водяным паром.
Делая это открытие, Брюс Фегли, доктор философии, профессор Вашингтонского университета в области наук о Земле и планетах в области искусств и наук, и Лаура Шефер, лаборант, укрепляют одну из самых известных и противоречивых теорий о происхождении жизни, Миллер 1953 года. -Юри эксперимент, который дал органические соединения, необходимые для развития организмов.
Хондриты - это относительно неизмененные образцы материала из солнечной туманности. По словам Фегли, который возглавляет Лабораторию химии планет при университете, ученые давно считают, что они являются строительными блоками планет. Однако никто никогда не определял, какую атмосферу создаст примитивная хондритная планета.
«Мы предполагаем, что планеты образовались из хондритного материала, и мы разделили планету на слои, и мы использовали состав смеси метеоритов, чтобы рассчитать газы, которые эволюционировали бы из каждого из этих слоев», - сказал Шефер. «Мы нашли очень восстановительную атмосферу для большинства смесей метеоритов, поэтому в нем много метана и аммиака».
В восстановительной атмосфере водород присутствует, а кислород отсутствует. Чтобы эксперимент Миллера-Юри работал, необходима восстановительная атмосфера. Окислительная атмосфера делает невозможным получение органических соединений. Тем не менее, основной контингент геологов считает, что атмосфера с низким содержанием водорода и двуокиси углерода существовала, потому что они используют современные вулканические газы в качестве моделей для ранней атмосферы. Вулканические газы богаты водой, диоксидом углерода и диоксидом серы, но не содержат аммиака или метана.
«Геологи оспаривают сценарий Миллера-Юри, но они, кажется, забывают, что когда вы собираете Землю из хондритов, вы получаете немного другие газы, выделяющиеся при нагревании всех этих материалов, которые собрались, чтобы сформировать Землю. Наши расчеты дают естественное объяснение для получения этой восстановительной атмосферы », - сказал Фегли.
Шефер представил результаты на ежегодном собрании Отделения наук о планете Американского астрономического общества, которое состоялось 4-9 сентября в Кембридже, Англия.
Шефер и Фегли рассмотрели различные типы хондритов, которые, как полагают ученые Земли и планеты, сыграли важную роль в создании Земли. Они использовали сложные компьютерные коды для химического равновесия, чтобы выяснить, что происходит, когда минералы в метеоритах нагреваются и реагируют друг с другом. Например, когда карбонат кальция нагревается и разлагается, он образует газообразный диоксид углерода.
«Различные вещества в хондритной Земле разлагаются, когда они нагреваются, и выделяют газ, который образовал самую раннюю земную атмосферу», - сказал Фегли.
Эксперимент Миллера-Юри показал устройство, в которое была помещена атмосфера восстановительного газа, предположительно существовавшая на ранней Земле. Смесь нагревали и давали электрический заряд, и образовывались простые органические молекулы. Хотя эксперимент был обсужден с самого начала, никто не делал расчетов, чтобы предсказать раннюю атмосферу Земли.
«Я думаю, что эти вычисления не были сделаны раньше, потому что они очень сложны; мы используем специальный код », - сказал Фегли, чья работа с Шефером по выделению Ио, самой большой луны Юпитера и самого вулканического тела в Солнечной системе, послужила вдохновением для нынешней ранней работы с атмосферой Земли.
Первоисточник: Пресс-релиз WUSTL
