Bruce Fegley bada meteoryt. Źródło zdjęcia: WUSTL Kliknij, aby powiększyć
Wykorzystując prymitywne meteoryty zwane chondrytami jako swoje modele, naukowcy z Ziemi i planet na Washington University w St. Louis przeprowadzili obliczenia odgazowania i wykazali, że wczesna atmosfera ziemska była atmosferą redukującą, klinem metanu, amoniaku, wodoru i pary wodnej.
Dokonując tego odkrycia, dr Bruce Fegley, profesor ziemi i planetologii w Washington University, Arts and Sciences, oraz Laura Schaefer, asystentka laboratoryjna, ożywiają jedną z najbardziej znanych i kontrowersyjnych teorii na temat początków życia, Millera z 1953 r. -Duży eksperyment, w wyniku którego uzyskano związki organiczne niezbędne do ewolucji organizmów.
Chondryty są stosunkowo niezmienionymi próbkami materiału z mgławicy słonecznej. Według Fegleya, który kieruje Uniwersyteckim Laboratorium Chemii Planetarnej, naukowcy od dawna wierzą, że są one elementami składowymi planet. Jednak nikt nigdy nie ustalił, jaką atmosferę wytworzy prymitywna planeta chondrytyczna.
„Zakładamy, że planety powstały z materiału chondrytycznego, i podzieliliśmy planetę na warstwy, i wykorzystaliśmy skład mieszanki meteorytów do obliczenia gazów, które wyewoluowałyby z każdej z tych warstw”, powiedział Schaefer. „Znaleźliśmy bardzo redukującą atmosferę dla większości mieszanin meteorytów, więc jest dużo metanu i amoniaku”.
W atmosferze redukującej wodór jest obecny, ale tlenu nie ma. Aby eksperyment Millera-Ureya zadziałał, niezbędna jest redukująca atmosfera. Atmosfera utleniająca uniemożliwia wytwarzanie związków organicznych. Jednak główny kontyngent geologów uważa, że istniała uboga w wodór, bogata w dwutlenek węgla atmosfera, ponieważ wykorzystują nowoczesne gazy wulkaniczne jako modele wczesnej atmosfery. Gazy wulkaniczne są bogate w wodę, dwutlenek węgla i dwutlenek siarki, ale nie zawierają amoniaku ani metanu.
„Geolodzy kwestionują scenariusz Millera-Ureya, ale wydaje się, że zapominają o tym, że kiedy montujesz Ziemię z chondrytów, powstają nieco inne gazy powstające w wyniku podgrzania wszystkich tych materiałów, które zgromadziły się w Ziemię. Nasze obliczenia dostarczają naturalnego wyjaśnienia dla uzyskania tej redukującej atmosfery ”- powiedział Fegley.
Schaefer przedstawił wyniki na dorocznym spotkaniu Wydziału Nauk Planetarnych Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego, które odbyło się w dniach 4-9 września w Cambridge w Anglii.
Schaefer i Fegley przyjrzeli się różnym typom chondrytów, które zdaniem naukowców Ziemi i planetarnych przyczyniły się do powstania Ziemi. Wykorzystali wyrafinowane kody komputerowe dla równowagi chemicznej, aby dowiedzieć się, co się stanie, gdy minerały w meteorytach zostaną rozgrzane i zareagują ze sobą. Na przykład, gdy węglan wapnia jest podgrzewany i rozkładany, tworzy gazowy dwutlenek węgla.
„Różne związki w chondrytycznej Ziemi rozkładają się, gdy zostaną podgrzane i uwalniają gaz, który utworzył najwcześniejszą atmosferę na Ziemi” - powiedział Fegley.
Eksperyment Millera-Ureya obejmował aparat, w którym umieszczono atmosferę gazu redukującego, o której uważa się, że istnieje na początku Ziemi. Mieszankę ogrzano i otrzymano ładunek elektryczny i powstały proste cząsteczki organiczne. Chociaż eksperyment był dyskutowany od samego początku, nikt nie przeprowadził obliczeń, aby przewidzieć wczesną atmosferę Ziemi.
„Myślę, że te obliczenia nie były wcześniej wykonywane, ponieważ są bardzo trudne; używamy specjalnego kodu ”- powiedział Fegley, którego praca z Schaeferem nad odgazowaniem Io, największego księżyca Jowisza i najbardziej wulkanicznego ciała w Układzie Słonecznym, posłużyła jako inspiracja dla obecnych wczesnych prac ziemskiej atmosfery.
Oryginalne źródło: WUSTL News Release
