在45億年前太陽系誕生時形成的隕石中發(fā)現(xiàn)有機(jī)物的起源可能為理解地球上生命誕生提供關(guān)鍵線索。它也可以幫助天文學(xué)家研究其他太陽系的潛在宜居性，這是根據(jù)曼徹斯特大學(xué)一項新研究得出的結(jié)論。這項發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上的新研究證實，在球粒隕石小行星上聚集的有機(jī)物質(zhì)很可能是在太陽系的嬰兒階段通過基本的化學(xué)反應(yīng)形成的。碳質(zhì)球粒隕石是起源于球粒隕石小行星的隕石，和太陽系一樣古老。由曼徹斯特地球與環(huán)境科學(xué)學(xué)院的羅曼·塔特塞博士領(lǐng)導(dǎo)的研究人員一直在分析在這些特定隕石中發(fā)現(xiàn)的有機(jī)物質(zhì)中氧的同位素組成。

1864年在法國西南部發(fā)現(xiàn)了一顆名為Orgueil的碳質(zhì)隕石，這塊隕石的主要質(zhì)量可以在巴黎國家博物館的隕石展上看到，這塊隕石的展臺大約有30厘米寬。圖片：K.H. Joy

博科園-科學(xué)科普：同位素是同一種元素的原子，它們擁有相同數(shù)量的質(zhì)子，但中子數(shù)不同。同位素分析為科學(xué)家們提供了一種化合物的同位素特征，這種化合物可以作為其形成過程的指紋。通過這樣做，研究小組幫助查明了隕石中含有的有機(jī)物質(zhì)的來源，這些有機(jī)物質(zhì)由生命所必需的關(guān)鍵元素組成，如碳、氫、氧、氮和硫。這些發(fā)現(xiàn)表明，如果有機(jī)物質(zhì)可以通過在我們的太陽系中運(yùn)行的基本化學(xué)過程形成，那么它們有可能在其他行星系統(tǒng)中廣泛存在。碳質(zhì)球粒隕石是由第一批固體物質(zhì)構(gòu)成的，如巖石、有機(jī)物、水冰和在太陽系形成的微粒塵埃。

曼徹斯特大學(xué)的CAMECA納米模擬儀器，圖片：K.L. Moore

當(dāng)它們在地球上被發(fā)現(xiàn)并被詳細(xì)分析時，它們就像是時間膠囊，用來了解行星是如何在數(shù)十億年里形成和演化的。球粒隕石是早期太陽系的快照，提供了原始行星和行星是如何形成和處理的關(guān)鍵見解。富含有機(jī)物的碳質(zhì)球粒隕石特別罕見，只占已知隕石的百分之幾。地球是一個動態(tài)的行星過程，例如板塊構(gòu)造和侵蝕已經(jīng)抹去了大部分早期的地球記錄，這使得對球粒隕石的全面研究對于了解我們的星球是如何形成和演化的更加重要。研究小組利用來自巴黎國家自然科學(xué)博物館的樣品，花了兩年時間精確地測量和解釋這些早期形成的隕石中有機(jī)物的氧同位素組成。該研究首次對碳質(zhì)球粒隕石有機(jī)物進(jìn)行了“高精度三氧同位素分析”。

過去的研究主要集中在有機(jī)-氫和氮這兩種生命的基礎(chǔ)上。與氫、氮等其他元素相比，氧具有至關(guān)重要的優(yōu)勢，因為它在這些隕石中相當(dāng)豐富，由10-20%的球粒隕石有機(jī)物組成。但最重要的是，它由三種不同的穩(wěn)定同位素組成，而氫和氮只有兩種穩(wěn)定同位素。與氫、氮等兩種穩(wěn)定同位素相比，氧具有三種穩(wěn)定同位素，提供了額外的信息，為進(jìn)一步限制線粒體有機(jī)物來源提供了關(guān)鍵線索。氧同位素模式類似于聯(lián)系太陽、小行星和類地行星組成的關(guān)系。因此這很可能意味著碳質(zhì)球粒隕石有機(jī)物是在太陽系早期通過化學(xué)反應(yīng)形成的，而不是從星際介質(zhì)中遺傳下來的。

博科園-科學(xué)科普｜參考期刊文獻(xiàn) :《美國國家科學(xué)院院刊》｜研究/來自：曼徹斯特大學(xué)

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