Becsapódások is termelhették az élet molekuláit

Meglepő eredményt hozott egy új kutatás: a becsapódó üstökösmagok anyagában az ütközés pillanatában olyan kémiai reakciók zajlanak le, amelyek aminosavakat is termelhetnek.

A Wild-2 üstökösmag fotója (NASA)

Mára elfogadott álláspont, hogy bolygónk születése után sok üstökösmag és kisbolygó hullott a Föld felszínére, amelyek belsejében szerves anyag is érkezett hozzánk. Mindez közreműködött az élet keletkezését megelőző, úgynevezett prebiotikus fejlődésben, változatos alapanyagokkal gyarapítva az őslevest. Ugyanakkor az elizzó meteorikus szemcsékben, valamint a becsapódás pillanatában felrobbanó testekben meg is semmisült az értékes anyagok egy része.

Egy új kutatás szerint azonban a robbanás pillanatában is keletkezhetnek fontos molekulák. Amikor egy üstökösmag nagy sebességgel bolygónk felszínének ütközik, anyaga felrobban, és az ekkor fellépő magas hőmérsékleten szerves összetevői elméletileg lebomlanak. Ha az objektum lapos szögben érkezik, már nem annyira katasztrofális a robbanás, és a nagy nyomás, valamint a magas hőmérséklet csak rendkívül rövid ideig lép fel. Ez pedig nem mindig elegendő ahhoz, hogy az összes értékes molekulát lebontsa, sőt újakat is alkothat.

Nir Goldman (Lawrence Lovermore Laboratory) és kollégái számítógépes szimulációkkal vizsgálták, mi történik az ilyen heves kataklizmák során. A kutatók eredményüket a Nature folyóirat 2010. március 26-i számában közölték. Modelljüket összesen egymillió órán keresztül futtatták szuperszámítógépeken, hogy megvizsgálják a fellépő kémiai reakciókat. A számítások során az üstökösmagok anyagát vízmolekulák, metanol, ammónia, szén-dioxid és szén-monoxid keverékének tekintették.

Ilyen jeges égitesteket "ütköztettek a Földnek" 29 kilométer/másodperces sebességgel, amely jellemző a földközeli objektumoknál. A találkozóra a szimulációk során nem szemből, hanem lapos szögben került sor. Az ütközés pillanatában keletkező lökéshullám a hangsebességnél gyorsabban halad a testben, és miközben szétrobbantja azt, deformálja, és részben lebontja a molekulákat is.

A számítógépes modellben ekkor fellépő legkisebb nyomás 10 gigapascal volt, amely 700 Kelvin hőmérséklettel járt. A jégszemcsék mintegy 40%-nyit összenyomódtak, és eközben kötések is keletkeztek a szén- és a nitrogénatomok között. Sok könnyen reagáló széntartalmú molekula, például karbamid keletkezett a modell futtatása során. A nyomás és a hőmérséklet emelésével egyre változatosabb kémiai reakciók zajlottak le.

Egy hatalmas becsapódás fantáziarajza (NASA)

A legérdekesebbnek a 47 gigapascal nyomást és a 3140 Kelvin hőmérsékletet találták a szakemberek, amely 20 pikoszekundumig (0.000 000 000 001 másodpercig) lépett fel a számítások szerint. Ekkor még több szerves, szenet és nitrogént tartalmazó molekula keletkezett, amelyekből aminosavak is létrejöhetnek. A robbanás pillanatát gyors tágulás követte, ekkor lebomlott a legtöbb előbb keletkezett molekula - azonban a jelek szerint a glicin nevű aminosav jelentős mennyiségben fennmaradhat. A szimuláció alapján tehát a becsapódás pillanatában is létrejöhet legalább egyféle aminosav - igaz a pontos eredményhez további mérések szükségesek.

Forrás: Nature