默奇森陨石

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默奇森隕石
默奇森隕石}}
華盛頓特區國家自然歷史博物館的默奇森隕石標本。
類型 球粒隕石
分類 碳質球粒隕石
CM2英语CM chondrite#Petrologic types
組成 :22.13%,星體水英语Asteroidal water:12%
衝擊程度 S1–2
國家 澳大利亞
地區 維多利亞省
座標 36°37′S 145°12′E / 36.617°S 145.200°E / -36.617; 145.200坐标36°37′S 145°12′E / 36.617°S 145.200°E / -36.617; 145.200[1]
墜落隕石 Yes
墜落日期 28 September 1969
總已知重量 (TKW) 100公斤(220英磅)
一對來自默奇森隕石的顆粒
一對來自默奇森隕石的顆粒

默奇森隕石是被研究得最多的隕石之一,不只是因為它的總質量(超過100公斤或220英磅),更主要因為它是一顆墬落隕石。這顆隕石於1969年墬落在澳大利亞維多利亞的默奇森附近,是一組富含有機化合物的隕石。

在2020年1月,天文學家報告說,在其中發現的碳化矽顆粒是迄今在地球上發現最古老的岩石英语Oldest dated rocks。這些粒子的年齡經測定高達70億年,比太陽系地球的45億年還要古老25億年。 [a]發表的研究指出「塵埃顆粒的壽命估計主要依靠複雜的理論模型。然而,這些模型偏重於更常見的小塵埃顆粒,並且基於具有巨不大確定性的假設。[2]

歷史[编辑]

1969年9月28日上午10:58左右,在澳大利亞維多利亞省默奇森附近,觀察到一顆明亮的火球,在消失前分裂成三塊[1],並留下一團煙霧;大約30秒後,聽到震攝的聲音。隨後在13平方公里(5.0平方英里)的區域發現許多碎片,其中有顆質量高達7公斤(15英磅),還有一顆680克(1.5英磅)重的擊穿屋頂後落在乾草堆上[1]。蒐集到的隕石總質量超過100公斤(220英磅)[3]

分類和成分[编辑]

默奇森隕石在分上屬於球粒隕石碳質球粒隕石。與大多數球粒隕石一樣,默奇森隕石是第二型,這意味著它在墬落到地球之前,已經在其母體上經歷了富水流體的廣泛改變[4]。球粒隕石CM群與碳質球粒隕石CI群都富含,是化學上最原始的隕石之一[5]。像其它球粒隕石CM群一樣,默奇森隕石含有豐富的鈣-鋁封包英语Calcium-aluminium-rich inclusion。對這顆隕石多次的研究,已經發現超過15種生命基本成分的胺基酸 [6]

在2020年1月,天文學家報告說默奇森隕石中的碳化矽粒子的壽命高達70億年,比45.4億年的地球太陽系大25億年,是迄今在地球上發現的最古老的岩石英语Oldest dated rocks[2][7]

有機化合物[编辑]

默奇森隕石的碎片(圖右下)和分離出的單獨顆粒(顯示在試管中)。

默奇森隕石含有常見的胺基酸,如甘氨酸丙氨酸谷氨酸,以及不尋常的,,如異纈胺酸英语Isovaline柳氨酸英语Leucines[8]米勒-尤里實驗中發現的混合物,像是複雜的烷烴混合物也被分離出來。通常被認為是地球汙染的絲胺酸蘇胺酸,明確的不存在於樣品中。在默奇森隕石中也發現特定胺基酸家族中的二氨基酸英语Diamino acid[9]

初期的報告指出,胺基酸是外消旋混合物,而地球上蛋白質的氨基酸都是左旋性,因此是以非生物的方式形成的。後來,也是一種蛋白質胺基酸的丙胺酸被發現有多過右璇的左旋配置[10],這導致有些科學家懷疑是受到地面的汙染,理由是非生物的立體選擇性會分解或合成蛋白質氨基酸,而不是非蛋白質氨基酸[11]。在1997年,在非蛋白質氨基酸異纈胺酸英语Isovaline中也發現了左旋過量[12],為太陽系中的分子不對稱性提供了一個外星源。同一時間,在默奇森隕石也發現丙胺酸的左旋超量,但是富集在15同位素[13];然而,同位素配對後來因為分析的基礎而受到質疑[14]。到2001年,隕石中確定的有機物清單擴大到多元醇[15]

複合類[16] 濃度(ppm)
氨基酸   17–60
脂肪烴 >35
芳烴 3319
富勒烯 >100
羧酸 >300
氫碳水化合物酸 15
嘌呤和嘧啶 1.3
11
磺胺酸 68
磷酸 2
總計 >3911.3

隕石和有左旋和右旋胺基酸的混合物,在生物體使用的氨基酸,其手性大多數都是左旋,而大多數醣類都是右旋。瑞典的一個化學家團隊,在2005年證明這種同手性英语Homochirality可能是被左旋胺基酸(例如脯氨酸)觸發或催化[17]

有多方面的證據顯示保存良好的默奇森隕石碎片的內部是原始的。在2010年使用高解析工具(包括光譜)的研究,在遠時樣本中確定14,000種分子化合物,其中包括70種氨基酸[18][19]。分析範圍有限的質譜儀,提供了50,000種更多獨特的分子組合物,研究小組估計隕石中可能存在數百萬種不同的有機化合物 [20]

核鹼基[编辑]

使用同位素質譜儀英语Isotope-ratio mass spectrometry測量在默奇森隕石中發現的嘌呤嘧啶的碳同位素比,脲嘧啶黃嘌呤的δ13C分別是+44.5 and +37.7,顯示這些化合物並非源自地球。這個樣本顯示許多有機化合物可能由早期太陽系天體提供,並可能在生物發生的生命起源中發揮關鍵作用[21]

相關條目[编辑]

注释[编辑]

  1. ^ That makes the stardust grains in the Murchison meteorite presolar grains, since they originated at a time before the Sun was formed.

参考文献[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Meteoritical Bulletin Database: Murchison
  2. ^ 2.0 2.1 Heck, Philipp R.; Greer, Jennika; Kööp, Levke; Trappitsch, Reto; Gyngard, Frank; Busemann, Henner; Maden, Colin; Ávila, Janaína N.; Davis, Andrew M.; Wieler, Rainer. Lifetimes of interstellar dust from cosmic ray exposure ages of presolar silicon carbide. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2020-01-13, 117 (4): 1884–1889. Bibcode:2020PNAS..117.1884H. PMC 6995017. PMID 31932423. doi:10.1073/pnas.1904573117.  已忽略未知参数|doi-access= (帮助)
  3. ^ Pepper, F. When a space visitor came to country Victoria 互联网档案馆存檔,存档日期2019-10-01. ABC News, 2 October 2019. Retrieved 2 October 2019.
  4. ^ Airieau, S. A.; Farquhar, J.; Thiemens, M. H.; Leshin, L. A.; Bao, H.; Young, E. Planetesimal sulfate and aqueous alteration in CM and CI carbonaceous chondrites. Geochimica et Cosmochimica Acta. 2005, 69 (16): 4167–4172. Bibcode:2005GeCoA..69.4167A. doi:10.1016/j.gca.2005.01.029.  已忽略未知参数|citeseerx= (帮助)
  5. ^ Planetary Science Research Discoveries: Glossary. [2012-01-24]. (原始内容存档于2012-01-24). 
  6. ^ Wolman, Yecheskel; Haverland, William J.; Miller, Stanley L. Nonprotein Amino Acids from Spark Discharges and Their Comparison with the Murchison Meteorite Amino Acids. Proceedings of the National Academy of Sciences. April 1972, 69 (4): 809–811. Bibcode:1972PNAS...69..809W. PMC 426569. PMID 16591973. doi:10.1073/pnas.69.4.809. 
  7. ^ Weisberger, Mindy. 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. 2020-01-13 [2020-01-13]. (原始内容存档于2020-01-14). 
  8. ^ Kvenvolden, Keith A.; Lawless, James; Pering, Katherine; Peterson, Etta; Flores, Jose; Ponnamperuma, Cyril; Kaplan, Isaac R.; Moore, Carleton. Evidence for extraterrestrial amino-acids and hydrocarbons in the Murchison meteorite. Nature. 1970, 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. Identification of diamino acids in the Murchison meteorite. PNAS. 2004, 101 (25): 9182–9186. Bibcode:2004PNAS..101.9182M. PMC 438950. PMID 15194825. doi:10.1073/pnas.0403043101. 
  10. ^ Engel, Michael H.; Nagy, Bartholomew. Distribution and enantiomeric composition of amino acids in the Murchison meteorite. Nature. 1982-04-29, 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. On the reported optical activity of amino acids in the Murchison meteorite. Nature. 1983-02-10, 301 (5900): 494–496. Bibcode:1983Natur.301..494B. doi:10.1038/301494a0. 
  12. ^ Cronin, John R.; Pizzarello, S. Enantiomeric excesses in meteoritic amino acids. Science. 1997, 275 (5302): 951–955. Bibcode:1997Sci...275..951C. PMID 9020072. doi:10.1126/science.275.5302.951. 
  13. ^ Engel, Michael H.; Macko, S. A. Isotopic evidence for extraterrestrial non-racemic amino acids in the Murchison meteorite. Nature. 1997-09-01, 389 (6648): 265–268. Bibcode:1997Natur.389..265E. PMID 9305838. doi:10.1038/38460. 
  14. ^ Pizzarello, Sandra; Cronin, JR. Alanine enantiomers in the Murchison meteorite. Nature. 1998, 394 (6690): 236. Bibcode:1998Natur.394..236P. PMID 9685155. doi:10.1038/28306. 
  15. ^ Cooper, George; Kimmich, Novelle; Belisle, Warren; Sarinana, Josh; Brabham, Katrina; Garrel, Laurence. Carbonaceous meteorites as a source of sugar-related organic compounds for the early Earth. Nature. 2001-12-20, 414 (6866): 879–883 [2019-07-02]. Bibcode:2001Natur.414..879C. PMID 11780054. doi:10.1038/414879a. (原始内容存档于2020-01-16). 
  16. ^ Machalek, Pavel. Organic Molecules in Comets and Meteorites and Life on Earth (PDF). Department of Physics and Astronomy (Johns Hopkins University). 2007-02-17 [2008-10-07]. (原始内容 (PDF)存档于2008-12-17). 
  17. ^ Córdova, Armando; Engqvist, Magnus; Ibrahem, Ismail; Casas, Jesús; Sundén, Henrik. Plausible origins of homochirality in the amino acid catalyzed neogenesis of carbohydrates. Chem. Commun. 2005, (15): 2047–2049. PMID 15834501. doi:10.1039/b500589b. 
  18. ^ Walton, Doreen. Space rock contains organic molecular feast. BBC News. 2010-02-15 [2010-02-15]. (原始内容存档于2010-02-16). 
  19. ^ Schmitt-Kopplin, Philippe; Gabelica, Zelimir; Gougeon, Régis D.; Fekete, Agnes; Kanawati, Basem; Harir, Mourad; Gebefuegi, Istvan; Eckel, Gerhard; Hertkorn, Norbert. High molecular diversity of extraterrestrial organic matter in Murchison meteorite revealed 40 years after its fall (PDF). PNAS. 2010-02-16, 107 (7): 2763–2768 [2010-02-16]. Bibcode:2010PNAS..107.2763S. PMC 2840304. PMID 20160129. doi:10.1073/pnas.0912157107. (原始内容存档 (PDF)于2012-12-02). 
  20. ^ Matson, John. Meteorite That Fell in 1969 Still Revealing Secrets of the Early Solar System. Scientific American. 2010-02-15 [2010-02-15]. (原始内容存档于2011-03-19). 
  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. Extraterrestrial nucleobases in the Murchison meteorite (PDF). Earth and Planetary Science Letters. 2008-03-20, 270 (1–2): 130–136 [2008-10-07]. Bibcode:2008E&PSL.270..130M. arXiv:0806.2286. doi:10.1016/j.epsl.2008.03.026. (原始内容 (PDF)存档于2011-08-10).