Bruce Fegley undersøker en meteoritt. Bildekreditt: WUSTL Klikk for å forstørre
Ved å bruke primitive meteoritter kalt chondrites som modeller, har jord- og planetforskere ved Washington University i St. Louis utført beregninger av gassdannelse og vist at den tidlige jordatmosfæren var en reduserende atmosfære, mett med metan, ammoniakk, hydrogen og vanndamp.
Bruce Fegley, Ph.D., Washington University, professor i jord- og planetarvitenskap i kunst og vitenskap, og Laura Schaefer, laboratorieassistent, gjenopprettet en av de mest kjente og kontroversielle teoriene om livets opprinnelse, 1953 Miller -Yrey-eksperiment, som ga organiske forbindelser som er nødvendige for å utvikle organismer.
Chondrites er relativt uforandrede prøver av materiale fra solnebulaen. Ifølge Fegley, som leder Universitetets planetariske kjemilaboratorium, har forskere lenge trodd at de er byggesteinene til planetene. Imidlertid har ingen noen gang bestemt hva slags atmosfære en primitiv kondritisk planet ville generere.
"Vi antar at planetene dannet av kondritisk materiale, og vi delte opp planeten i lag, og vi brukte sammensetningen av blandingen av meteoritter for å beregne gassene som ville ha utviklet seg fra hvert av disse lagene," sa Schaefer. "Vi fant en veldig reduserende atmosfære for de fleste meteorittblandinger, så det er mye metan og ammoniakk."
I en reduserende atmosfære er hydrogen til stede, men oksygen er fraværende. For at Miller-Urey-eksperimentet skal fungere, er en reduserende atmosfære et must. En oksiderende atmosfære gjør det mulig å produsere organiske forbindelser. Likevel mener en viktig kontingent av geologer at det eksisterte en hydrogenfattig, karbondioksydrik atmosfære fordi de bruker moderne vulkangasser som modeller for den tidlige atmosfæren. Vulkanske gasser er rike på vann, karbondioksid og svoveldioksid, men inneholder ingen ammoniakk eller metan.
"Geologer bestrider Miller-Urey-scenariet, men det de ser ut til å glemme er at når du monterer jorden ut av kondriter, har du utviklet litt forskjellige gasser fra å varme opp alle disse materialene som har samlet seg for å danne jorden. Beregningene våre gir en naturlig forklaring på å få denne reduserende atmosfæren, sier Fegley.
Schaefer presenterte funnene på det årlige møtet for Division of Planetary Sciences of the American Astronomical Society, som ble holdt 4-9 september i Cambridge, England.
Schaefer og Fegley så på forskjellige typer kondritter som jord- og planetforskere mener var medvirkende til å lage jorden. De brukte sofistikerte datakoder for kjemisk likevekt for å finne ut hva som skjer når mineralene i meteorittene blir varmet opp og reagerer med hverandre. For eksempel, når kalsiumkarbonat varmes opp og spaltes, danner det karbondioksidgass.
"Ulike forbindelser i den kondritiske jorden brytes ned når de varmes opp, og de frigjør gass som dannet den tidligste jordatmosfæren," sa Fegley.
Miller-Urey-eksperimentet inneholdt et apparat der det ble plassert en reduserende gassatmosfære som antas å eksistere på den tidlige jord. Blandingen ble oppvarmet og gitt en elektrisk ladning og enkle organiske molekyler ble dannet. Mens eksperimentet har vært diskutert fra starten av, var det ingen som hadde gjort beregninger for å forutsi den tidlige jordatmosfæren.
"Jeg tror at disse beregningene ikke hadde blitt gjort før fordi de er veldig vanskelige. vi bruker en spesiell kode ”, sa Fegley, hvis arbeid med Schaefer på utgassing av Io, Jupiters største måne og det mest vulkanske legemet i solsystemet, tjente som inspirasjon for det nåværende tidlige jordatmosfærearbeidet.
Originalkilde: WUSTL News Release
