Вчені вивчили гранули магнетиту з поверхні астероїда Рюгу та виявили на них азотні сполуки – ключовий елемент для появи життя на Землі.
Азот є важливим компонентом амінокислот, які є основою для РНК та ДНК. Без нього життя на Землі, як ми його знаємо, не могло б існувати. Проблема полягає в тому, що в період формування нашої планети азоту було відносно недостатньо в її навколишньому просторі.
Відомі азотні сполуки, які можуть залишатися стабільними в умовах внутрішньої частини Сонячної системи. Однак їх не знайдено ні в міжпланетному пилу, ні в недавно утворених мікрометеоритах.
Проте, у тілах, що сформувалися далеко від Сонця, азоту значно більше. Наприклад, у формі амонієвих солей. Це підтверджується спостереженнями за кометами та льодовими тілами зовнішніх областей системи. Але як азот потрапив до околиць Землі?
Проведення ізотопного аналізу місячних порід вказує на те, що джерелом «зовнішнього» азоту стали астероїдні мікрометеороїди. Але для оцінки їх внеску в азотні запаси Землі важливо знати вміст цього елемента в них, і такі дані були недоступні до аналізу зразків астероїда Рюгу.
Рюгу – це звичайний навколоземний астероїд класу С. У 2019 році космічний апарат “Хаябуса-2” зібрав зразки його порід і доставив їх на Землю. Новий аналіз цих зразків було опубліковано в журналі Nature Astronomy.
За результатами дослідження, мікрометеорити з зовнішніх областей Сонячної системи стали значним джерелом азоту для молодої Землі, і обсяги доступного азоту були значно недооцінені.
У зразках Рюгу виявлені частинки магнетиту (зображення А). «Карта» елементів у частинках, отримана методом STEM-EDX (зображення B), показує наявність таких елементів, як сірка, азот і магній. Червоний колір відображає кисень, зелений – залізо, синій – кремній. © KyotoU, Toru Matsumoto
Ключ до розгадки – космічне вивітрювання поверхні астероїдів. Під впливом частинок сонячного вітру та ударів мікрометеоритів у породі відбуваються хімічні реакції, які призводять до утворення стабільного з’єднання азоту – нітриду заліза.
Основний мінерал у зразках Рюгу – магнетит. Під дією іонів водню з сонячного вітру та тепла від зіткнень з мікрометеоритами магнетит втрачає атоми кисню, залишаючи на поверхні гранул чисте залізо, яке в хімічних реакціях з амонієм з мікрометеоритів перетворюється на нітрид заліза, зв’язуючи азот.
З огляду на багато тіл у внутрішній Сонячній системі, подібних до Рюгу, доступ до азоту для молодої Землі був значно вищий, ніж вважалося раніше.
Однак це не вирішує всіх проблем із доступністю азоту. На молодій Землі, як і зараз, більшість азоту перебувала у формі малоактивної молекули N2. Яким чином перші форми життя «переварювали» азот у такій формі, залишається загадкою.