Theo phân tích sử dụng kỹ thuật kính hiển vi điện tử mới, thiên thạch rơi trên đường lái xe ở Gloucestershire vào năm 2021 có chứa axit amin và nucleobase có thể là tiền thân của các khối xây dựng hóa học của sự sống trên Trái đất.
Vào tối ngày 28 tháng 2021 năm 1991, người ta chứng kiến một quả cầu lửa sáng rực lướt qua bầu trời phía tây nam nước Anh. Các mảnh vỡ của thiên thạch đã được thu hồi từ làng Winchcombe ở Gloucestershire vào ngày hôm sau – kho báu liên hành tinh quý giá từ vụ rơi thiên thạch đầu tiên được ghi nhận ở Anh kể từ năm XNUMX.
Giờ đây, việc phân tích thiên thạch bằng kính hiển vi điện tử truyền qua quét (STEM) tại Cơ sở nghiên cứu quốc gia về kính hiển vi điện tử tiên tiến – hay còn gọi là SuperSTEM – ở Daresbury, Vương quốc Anh, đã xác định được axit amin và dị vòng N. Loại thứ hai là các hợp chất chứa nitơ tạo thành các nucleobase đơn giản. Mặc dù không có hợp chất nào trong số này trực tiếp là một phần của quá trình hóa học của sự sống, nhưng chúng có thể là tiền thân của các axit amin có liên quan về mặt sinh học và các nucleobase phức tạp hơn được RNA và DNA sử dụng.
Phong hóa trên mặt đất và ô nhiễm sinh học có thể làm thay đổi thành phần hóa học của thiên thạch, một biến chứng xảy ra với hầu hết các thiên thạch không được tìm thấy cho đến nhiều ngày, nhiều tháng hoặc nhiều năm sau khi chúng rơi xuống đất liền. Ngược lại, thiên thạch Winchcombe được phục hồi trong vòng 12 giờ.
“Việc thu hồi nhanh chắc chắn đã giúp phát hiện các hợp chất này,” nói Christian Volmer của Viện Khoáng vật học tại Đại học Münster ở Đức, người đứng đầu nghiên cứu. “Bản chất nguyên sơ của thiên thạch Winchcombe rất quan trọng đối với công việc của chúng tôi, bởi vì điều này hạn chế tác động của sự biến đổi trên mặt đất và các hợp chất chứa nitơ rất dễ bị biến đổi và hòa tan.”
kính hiển vi siêu điện tử
Nồng độ của các hợp chất hữu cơ này trong thiên thạch thấp nhưng chúng đủ để được phát hiện bằng kính hiển vi điện tử cực mạnh tại SuperSTEM.
Kể từ đầu những năm 2000, sứ mệnh của SuperSTEM là thử nghiệm công nghệ và kỹ thuật mới trong lĩnh vực kính hiển vi điện tử. “Cách tốt nhất để mô tả nó là 'Skunk Works' dành cho kính hiển vi điện tử,” giám đốc SuperSTEM cho biết. Quentin Ramasse của Đại học Leeds.
Kính hiển vi điện tử hoạt động bằng cách quét một mục tiêu có kích thước nano bằng chùm tia điện tử để tạo nên hình ảnh. Việc phân tích thiên thạch Winchcombe đã bổ sung thêm một kỹ thuật mới không khác gì phương pháp quang phổ hấp thụ. Khi các electron tác động vào thiên thạch, chúng bị chậm lại hoặc thay đổi bước sóng để phản ứng với thành phần của thiên thạch.
Ramasse nói: “Chúng tôi thấy sự khác biệt trong tín hiệu quang phổ tùy thuộc vào phân tử cụ thể”. Thế giới vật lý.
Phương pháp quang phổ điện tử này ít xâm lấn hơn nhiều so với các kỹ thuật phân tích truyền thống dựa vào sự phân tách hóa học, có thể làm hỏng mẫu quý giá.
Vollmer cho biết: “Thông thường, những hợp chất như vậy phải được chiết xuất từ thiên thạch bằng dung môi và các quy trình chiết xuất hóa học phức tạp”. “Trong công việc của chúng tôi, có thể phát hiện các hợp chất này – một cách tạm thời – mà không cần sử dụng bất kỳ sự phân tách hoặc cô đặc hóa học nào, trong kính hiển vi điện tử chuyên dụng.”
Kết nối vũ trụ
Các axit amin và dị vòng N được xác định trong thiên thạch Winchcombe giống như những hợp chất được tìm thấy trong các thiên thạch khác, hỗ trợ thêm cho lý thuyết rằng các khối xây dựng nên sự sống trên Trái đất đến từ không gian. Ramasse hy vọng rằng nghiên cứu về thiên thạch Winchcombe có thể được SuperSTEM tiến xa hơn nữa, bằng cách khám phá các tỷ lệ đồng vị để xác định vị trí và thời điểm thiên thạch hình thành trong tinh vân tiền mặt trời đã trở thành hệ mặt trời cách đây 4.6 tỷ năm.
Ramasse giải thích: “Các khu vực có tỷ lệ đồng vị cụ thể có thể nguyên sơ hơn và hình thành sớm hơn các khu vực có tỷ lệ đồng vị giống với những gì chúng ta tìm thấy trên Trái đất ngày nay”. Các tỷ lệ chính bao gồm các tỷ lệ giữa các nguyên tử carbon-12 và -13, và nitơ-14 và -15.
“Một trong những điều chúng tôi muốn làm là tìm kiếm những điểm nóng và điểm lạnh nơi có nhiều nitơ-15 hoặc ít hơn nitơ-15, đồng thời xem chức năng hóa học thay đổi như thế nào và quay lại các điểm khác nhau trong lịch sử của hệ mặt trời,” cho biết Ramasse.
Thiên thạch và toán học từ trường tiết lộ những anh hùng khoa học vô danh trong quá khứ
Và không chỉ thiên thạch mà các nhà nghiên cứu SuperSTEM hy vọng có được trong tay. Chúng ta đang ngày càng bước vào thời đại của các sứ mệnh trả lại mẫu vật, với những tảng đá được người Nhật mang về Trái đất từ các tiểu hành tinh Hayabusa2 sứ mệnh và của NASA OSIRIS-REx, cũng như các mẫu từ Mặt trăng và thậm chí, với một chút may mắn, từ Sao Hỏa vào đầu những năm 2030.
Ramasse cho biết: “Chúng tôi thật may mắn khi được nhìn thấy Winchcombe vì nó đã rơi ở Anh và do đó được Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên [ở London] quản lý”. “Nhưng việc chúng tôi có được các mẫu từ Hayabusa2 và OSIRIS-REx cũng sẽ rất thú vị.”
Những phát hiện từ thiên thạch Winchcombe được mô tả trong Nature Communications.
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://physicsworld.com/a/advanced-electron-microscope-finds-uk-meteorite-fall-contains-lifes-chemical-precursors/
