Vẫn thạch Murchison

Vật thể vũ trụ bị rơi xuống Trái Đất

Vẫn thạch Murchison là một vẫn thạch lớn, rơi xuống Trái Đất tại địa điểm gần Murchison, VictoriaÚc, vào năm 1969. Nó là một trong những vẫn thạch được nghiên cứu nhiều nhất do khối lượng của nó (>100 kg (220 lb)), thực tế nó là vẫn thạch quan sát, và thuộc về một nhóm vẫn thạch giàu hợp chất hữu cơ.

Murchison
Murchison crop.jpg
Một mẫu vẫn thạch Murchison tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Quốc gia Hoa Kỳ (Washington)
TypeChondrit
ClassCarbonaceous chondrite
GroupCM2
Composition22.13% là sắt, 12% nước
Shock stageS1-2
CountryÚc
RegionVictoria
Coordinates36°37′N 145°12′Đ / 36,617°N 145,2°Đ / -36.617; 145.200Tọa độ: 36°37′N 145°12′Đ / 36,617°N 145,2°Đ / -36.617; 145.200[1]
Observed fallĐúng
Fall date28 tháng 9 năm 1969
TKW100 kg (220 lb)
Murchison-meteorite-stardust.jpg
Cặp hạt từ vẫn thạch Murchison
Trang Commons Related media on Wikimedia Commons

Vào tháng 1 năm 2020, các nhà thiên văn học đã báo cáo rằng vật liệu lâu đời nhất trên Trái Đất được tìm thấy cho đến nay là vẫn thạch Murchison đã được xác định 7 tỷ năm tuổi, nhiều hơn hàng tỷ năm tuổi so với 4,54 tỷ năm tuổi của Trái Đất và chính hệ mặt trời.

Lịch sửSửa đổi

Ngày 28 tháng 9 năm 1969 vào khoảng 10:58 sáng giờ địa phương, gần Murchison, Victoria, Úc, một quả cầu lửa rực sáng được quan sát tách thành ba mảnh trước khi biến mất,[1] để lại một đám khói mịt mù. Khoảng 30 giây sau thì có một cơn chấn động mạnh. Nhiều mảnh vỡ đã được tìm thấy trên một khu vực rộng 13 kilômét vuông (5,0 sq mi), với khối lượng riêng lên tới 7 kilôgam (15 lb); một mảnh trong đó nặng 680 gam (1,5 lb), phá vỡ một mái nhà và rơi xuống bãi cỏ khô.[1] Tổng khối lượng thu được của mảnh vẫn thạch là 100 kilôgam (220 lb).[2]

Phân loại và thành phầnSửa đổi

Các vẫn thạch thuộc loại chondrite cacbon của nhóm CM. Giống như hầu hết chondrites CM, Murchison là vẫn thạch loại 2, điều đó có nghĩa là nó đã trải qua sự thay đổi lớn bởi chất lỏng giàu nước trong thiên thạch mẹ[3] trước khi rơi xuống Trái Đất. CM chondrites, cùng với nhóm CI, rất giàu carbon và là một trong những vẫn thạch nguyên thủy nhất về mặt hóa học.[4] Giống như các chondrites CM khác, Murchison chứa phong phú canxi-nhôm. Hơn 15 axit amin, một số thành phần cơ bản của sự sống đã được xác định trong thiên thạch[5] bằng nhiều nghiên cứu.

Vào tháng 1 năm 2020, các nhà thiên văn học đã báo cáo rằng các hạt silicon carbide trong thiên thạch Murchison đã được xác định là 7 tỷ năm tuổi nhiều hơn 2,5 tỷ năm so với 4,54 tỷ năm tuổi của Trái Đất cũng như chính hệ mặt trời và là vật liệu lâu đời nhất trên Trái Đất được tìm thấy cho đến nay.[6][7]

Các hợp chất hữu cơSửa đổi

 
Mảnh vỡ của vẫn thạch Murchison (ở bên phải) và các hạt riêng lẻ (trong ống nghiệm).

Murchison chứa các axit amin phổ biến như glycine, alanineglutamic acid cũng như các loại khác thường như isovalinepseudoleucine.[8] Một hỗn hợp phức hợp ankan cũng được phân lập, tương tự như trong thí nghiệm Miller-Urey. Serinethreonine, thường được coi là chất gây ô nhiễm Trái Đất đã vắng mặt một cách rõ rệt trong các mẫu. Một nhóm axit amin cụ thể gọi là axit diamino cũng được xác định trong thiên thạch Murchison.[9]

Báo cáo ban đầu cho thấy các axit amin là racemic, nó đã hình thành một cách vô sinh vì amino axit của protein trên Trái Đất tất cả có cấu hình L. Sau đó, axit amin alanine (cũng là một axit amin protein) đã được tìm thấy trong vẫn thạch, chúng vượt quá cấu hình L,[10] khiến nhiều người nghi ngờ ô nhiễm trên mặt đất với lập luận rằng nó sẽ "không bình thường đối với chất lập thể phi sinh học phân hủy hoặc tổng hợp axit amin xảy ra với axit amin protein nhưng không phải với axit amin không protein."[11] Năm 1997, vượt mức L cũng được tìm thấy trong một axit amin không protein là isovaline,[12] đặt ra ý kiến về một nguồn ngoài Trái Đất cho sự bất đối xứng phân tử trong hệ mặt trời. Đồng thời, sự dư thừa L của alanine một lần nữa được tìm thấy ở Murchison nhưng hiện tại với mức giàu ở đồng vị 15N,[13], tuy nhiên, sau đó đã diễn ra tranh luận về sự ghép cặp đồng vị dựa trên cơ sở phân tích.[14] Danh sách các vật chất hữu cơ được xác định trong thiên thạch được mở rộng dài thêm với các polyol vào năm 2001.[15]

Lớp tổng hợp[16] Nồng độ (ppm)
Axit amin   17–60
Hợp chất không vòng >35
Hiđrôcacbon thơm 3319
Fullerene >100
Axit cacboxylic >300
Axit cacboxylic hydro 15
PurinPyrimidine 1.3
Ancol 11
Axit sulfonic 68
Axit phosphorơ 2
Toàn bộ >3911,3

Mặc dù vẫn thạch chứa một hỗn hợp các axit amin thuận tay trái và thuận tay phải, hầu hết các amino axit được sử dụng bởi các sinh vật sống đều thuận tay trái theo tính chất hình học phân tử và ion, hầu hết các loại đường được sử dụng thuận tay phải. Một nhóm các nhà hóa học ở Thụy Điển đã chứng minh vào năm 2005 rằng sự đồng nhất của hình học phân tử-ion và thuận tay có thể đã được kích hoạt hoặc xúc tác do tác động của một axit amin thuận tay trái như Proline.[17]

Một số bằng chứng cho thấy các phần bên trong của các mảnh vẫn thạch được bảo quản tốt từ Murchison là nguyên sơ. Một nghiên cứu năm 2010 sử dụng các công cụ phân tích độ phân giải cao bao gồm quang phổ, đã xác định 14.000 hợp chất phân tử bao gồm 70 axit amin trong một mẫu của thiên thạch.[18][19] Phạm vi phân tích giới hạn bằng Phương pháp khối phổ kê khai 50.000 thành phần phân tử độc đáo, nhóm nghiên cứu ước tính khả năng của hàng triệu hợp chất hữu cơ riêng biệt trong thiên thạch.[20]

NucleobaseSửa đổi

Các hợp chất purinpyrimidine đã được tìm thấy trong thiên thạch Murchison. Tỷ lệ đồng vị carbon của uracil và xanthine trong mức δ13C = +44.5 và +37.7, tương ứng, chỉ ra nguồn gốc không phải trên cạn cho các hợp chất này. Mẫu vật này chứng minh rằng nhiều hợp chất hữu cơ có thể đã được cung cấp bởi các hệ mặt trời đầu tiên và có thể đã đóng một vai trò quan trọng trong nguồn gốc sự sống.[21]

Xem thêmSửa đổi

Tham khảoSửa đổi

  1. ^ a ă â Cơ sở dữ liệu Bản tin Vẫn thạch: Murchison
  2. ^ Pepper, F. When a space visitor came to country Victoria ABC News, 2 tháng 10 năm 2019. Truy cập 2 tháng 10 năm 2019.
  3. ^ Airieau, S. A.; Farquhar, J.; Thiemens, M. H.; Leshin, L. A.; Bao, H.; Young, E. (2005). “Planetesimal sulfate and aqueous alteration in CM and CI carbonaceous chondrites”. Geochimica et Cosmochimica Acta 69 (16): 4167–4172. Bibcode:2005GeCoA..69.4167A. doi:10.1016/j.gca.2005.01.029.  Đã bỏ qua tham số không rõ |citeseerx= (trợ giúp)
  4. ^ “Planetary Science Research Discoveries: Glossary”. 
  5. ^ Wolman, Yecheskel; Haverland, William J.; Miller, Stanley L. (tháng 4 năm 1972). “Nonprotein Amino Acids from Spark Discharges and Their Comparison with the Murchison Meteorite Amino Acids”. Proceedings of the National Academy of Sciences 69 (4): 809–811. Bibcode:1972PNAS...69..809W. PMC 426569. PMID 16591973. doi:10.1073/pnas.69.4.809. 
  6. ^ Weisberger, Mindy (ngày 13 tháng 1 năm 2020). “7 Billion-Year-Old Stardust Is Oldest Material Found on Earth - Some of these ancient grains are billions of years older than our sun.”. Live Science. Truy cập ngày 13 tháng 1 năm 2020. 
  7. ^ Heck, Philipp R.; Greer, Jennika; Kööp, Levke; Trappitsch, Reto; Gyngard, Frank; Busemann, Henner; Maden, Colin; Ávila, Janaína N.; Davis, Andrew M.; Wieler, Rainer (tháng 1 năm 2020). “Lifetimes of interstellar dust from cosmic ray exposure ages of presolar silicon carbide”. Proceedings of the National Academy of Sciences. doi:10.1073/pnas.1904573117. 
  8. ^ Kvenvolden, Keith A.; Lawless, James; Pering, Katherine; Peterson, Etta; Flores, Jose; Ponnamperuma, Cyril; Kaplan, Isaac R.; Moore, Carleton (1970). “Evidence for extraterrestrial amino-acids and hydrocarbons in the Murchison meteorite”. Nature 228 (5275): 923–926. Bibcode:1970Natur.228..923K. PMID 5482102. doi:10.1038/228923a0. 
  9. ^ Meierhenrich, Uwe J.; Bredehöft, Jan Hendrik; Jessberger, Elmar K.; Thiemann, Wolfram H.-P. (2004). “Identification of diamino acids in the Murchison meteorite”. PNAS 101 (25): 9182–9186. Bibcode:2004PNAS..101.9182M. PMC 438950. PMID 15194825. doi:10.1073/pnas.0403043101. 
  10. ^ Engel, Michael H.; Nagy, Bartholomew (ngày 29 tháng 4 năm 1982). “Distribution and enantiomeric composition of amino acids in the Murchison meteorite”. Nature 296 (5860): 837–840. Bibcode:1982Natur.296..837E. doi:10.1038/296837a0. 
  11. ^ Bada, Jeffrey L.; Cronin, John R.; Ho, Ming-Shan; Kvenvolden, Keith A.; Lawless, James G.; Miller, Stanley L.; Oro, J.; Steinberg, Spencer (ngày 10 tháng 2 năm 1983). “On the reported optical activity of amino acids in the Murchison meteorite”. Nature 301 (5900): 494–496. Bibcode:1983Natur.301..494B. doi:10.1038/301494a0. 
  12. ^ Cronin, John R.; Pizzarello, S. (1997). “Enantiomeric excesses in meteoritic amino acids”. Science 275 (5302): 951–955. Bibcode:1997Sci...275..951C. PMID 9020072. doi:10.1126/science.275.5302.951. 
  13. ^ Engel, Michael H.; Macko, S. A. (ngày 1 tháng 9 năm 1997). “Isotopic evidence for extraterrestrial non-racemic amino acids in the Murchison meteorite”. Nature 389 (6648): 265–268. Bibcode:1997Natur.389..265E. PMID 9305838. doi:10.1038/38460. 
  14. ^ Pizzarello, Sandra; Cronin, JR (1998). “Alanine enantiomers in the Murchison meteorite”. Nature 394 (6690): 236. Bibcode:1998Natur.394..236P. doi:10.1038/28306. 
  15. ^ Cooper, George; Kimmich, Novelle; Belisle, Warren; Sarinana, Josh; Brabham, Katrina; Garrel, Laurence (ngày 20 tháng 12 năm 2001). “Carbonaceous meteorites as a source of sugar-related organic compounds for the early Earth”. Nature 414 (6866): 879–883. Bibcode:2001Natur.414..879C. PMID 11780054. doi:10.1038/414879a. 
  16. ^ Machalek, Pavel (ngày 17 tháng 2 năm 2007). “Organic Molecules in Comets and Meteorites and Life on Earth” (PDF). Department of Physics and Astronomy (Johns Hopkins University). Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 17 tháng 12 năm 2008. Truy cập ngày 7 tháng 10 năm 2008. 
  17. ^ Córdova, Armando; Engqvist, Magnus; Ibrahem, Ismail; Casas, Jesús; Sundén, Henrik (2005). “Plausible origins of homochirality in the amino acid catalyzed neogenesis of carbohydrates”. Chem. Commun. (15): 2047–2049. PMID 15834501. doi:10.1039/b500589b. 
  18. ^ Walton, Doreen (ngày 15 tháng 2 năm 2010). “Space rock contains organic molecular feast”. BBC News. Truy cập ngày 15 tháng 2 năm 2010. 
  19. ^ Schmitt-Kopplin, Philippe; Gabelica, Zelimir; Gougeon, Régis D.; Fekete, Agnes; Kanawati, Basem; Harir, Mourad; Gebefuegi, Istvan; Eckel, Gerhard; Hertkorn, Norbert (ngày 16 tháng 2 năm 2010). “High molecular diversity of extraterrestrial organic matter in Murchison meteorite revealed 40 years after its fall” (PDF). PNAS 107 (7): 2763–2768. Bibcode:2010PNAS..107.2763S. PMC 2840304. PMID 20160129. doi:10.1073/pnas.0912157107. Truy cập ngày 16 tháng 2 năm 2010. 
  20. ^ Matson, John (ngày 15 tháng 2 năm 2010). “Meteorite That Fell in 1969 Still Revealing Secrets of the Early Solar System”. Scientific American. Truy cập ngày 15 tháng 2 năm 2010. 
  21. ^ Martins, Zita; Botta, Oliver; Fogel, Marilyn L.; Sephton, Mark A.; Glavin, Daniel P.; Watson, Jonathan S.; Dworkin, Jason P.; Schwartz, Alan W.; Ehrenfreund, Pascale (ngày 20 tháng 3 năm 2008). “Extraterrestrial nucleobases in the Murchison meteorite” (PDF). Earth and Planetary Science Letters 270 (1–2): 130–136. Bibcode:2008E&PSL.270..130M. arXiv:0806.2286. doi:10.1016/j.epsl.2008.03.026. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 10 tháng 8 năm 2011. Truy cập ngày 7 tháng 10 năm 2008. 

Liên kết ngoàiSửa đổi