Блог

Jul 15, 2023

Распределение соединений CHN в метеоритах свидетельствует об органическом синтезе в ранней Солнечной системе.

Scientific Reports, том 13, Номер статьи: 6683 (2023) Цитировать эту статью 1004 Доступов 1 Подробности альтметрической метрики Углеродистые метеориты содержат разнообразные растворимые органические соединения. Эти соединения

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 6683 (2023) Цитировать эту статью

1004 доступа

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Углеродистые метеориты содержат разнообразные растворимые органические соединения. Эти соединения образовались в ранней Солнечной системе из летучих веществ, аккумулированных на мельчайших частицах пыли. Однако разница в органическом синтезе соответствующих пылевых частиц в ранней Солнечной системе остается неясной. Мы обнаружили гетерогенное распределение различных соединений CHN1-2 и CHN1-2O в микрометровом масштабе в двух примитивных метеоритах: Мерчисон и NWA 801, используя систему поверхностной лазерной десорбции/ионизации, подключенную к масс-спектрометру с высоким массовым разрешением. Эти соединения содержали взаимные отношения ± H2, ± CH2, ± H2O и ± CH2O и имели очень схожие распределения, что указывает на то, что они являются продуктами последовательных реакций. Неоднородность была вызвана микромасштабной разницей в содержании этих соединений и степени последовательных реакций, что указывает на то, что эти соединения образовались на соответствующих частицах пыли до аккреции астероидов. Результаты настоящего исследования свидетельствуют о гетерогенности летучих составов и степени органических реакций между пылевыми частицами, образовавшими углеродистые астероиды. Составы разнообразных мелких органических соединений, связанных с соответствующими частицами пыли в метеоритах, полезны для понимания различных историй эволюции летучих веществ в ранней Солнечной системе.

Многие примитивные углеродистые метеориты содержат разнообразные органические соединения, которые сформировались и созрели в ранней Солнечной системе1,2,3,4,5,6,7,8,9. Эти органические соединения интенсивно исследовались как примитивные образцы ранней Солнечной системы и органические соединения, доставленные на пребиотическую Землю1,2,5,6,7,8,9,10,11. Целевые исследования растворимых соединений показали, что примитивные метеориты содержат множество мелких органических соединений, таких как аминокислоты, углеводороды, полиолы, азотистые основания и карбоновые кислоты1,5,7,9. На основе этих результатов и лабораторных исследований были предложены многие типы реакций образования, в том числе реакция типа Фишера-Тропша для молекул с углеводородными цепями, реакция формозного типа для сахаров, аминокислот, аминов и карбоновых кислот, а также синтез Стрекера, и добавление Михаэля для аминокислот7,10,12,13,14,15,16,17. В дополнение к этим названным реакциям было высказано предположение, что многие из этих соединений образовались в результате реакций между простыми соединениями, такими как метанол, вода и аммиак, в результате фотохимических реакций5,18,19,20. Тугоплавкое органическое вещество, включая органическое вещество, нерастворимое в растворителях (IOM), представляет собой крупное сложное углеродистое вещество и наиболее распространенный тип органического вещества в метеоритах1,2,5. Несколько реакций, в том числе типа Фишера-Тропша и формозного типа, обсуждались как реакции их синтеза12,15,17,21,22. Совсем недавно разнообразные сигналы массы, обнаруженные в экстрактах примитивных метеоритов с помощью нецелевой масс-спектрометрии высокого разрешения, показали, что такие примитивные метеориты содержат огромные вариации небольших растворимых органических соединений (т.е. 50 000 элементных формул и потенциально несколько миллионов соединений)3,4, 8,23. Характеристики разнообразных небольших органических соединений должны предоставить значимую информацию для понимания доминирующих реакций образования органического вещества.

Углеродистые метеориты содержат минеральные частицы микронного размера, которые срослись, образовав родительские астероиды метеоритов24. Таким образом, органические соединения, связанные с крошечными частицами, могут отражать различные реакции, которые создали органические соединения в ранней Солнечной системе. Тугоплавкое органическое вещество в углеродистых хондритах было охарактеризовано in-situ с использованием ряда аналитических методов, включая сканирующий трансмиссионный электронный микроскоп, оснащенный спектроскопией потерь энергии электронов (STEM-EELS), сканирующую трансмиссионную рентгеновскую микроскопию (STXM), инфракрасную спектроскопию (ИК). ) и масс-спектрометрия вторичных ионов (ВИМС)25,26,27,28,29. Микрометровая неоднородность химических связей и стабильных изотопов в углеродистом веществе внеземных образцов указывает на разнообразие органического вещества, связанного с минеральными частицами25,26,27,28,29,30. И наоборот, небольшие органические соединения были исследованы в экстрактах растворителей из крупных метеоритных обломков3,4,5,6,7,8,9,10,23,31,32. Таким образом, в этих анализах распределение растворимых органических соединений было гомогенизировано. Распределение разнообразных небольших органических соединений может предоставить существенную информацию для недооценки процессов образования этих органических соединений.