De kosmische bouwstenen van het leven zijn ontdekt door middel van elektronenmicroscopie

Meteorieten zijn fragmenten van asteroïden die in de vorm van meteoren hun weg naar de aarde vinden. Deze kosmische afzettingen hebben de oersoep waaruit ons zonnestelsel is ontstaan ​​bevroren, waardoor het bijna als een tijdcapsule is bewaard.

Deze rotsen helpen onderzoekers de oorsprong van materie en leven op aarde te achterhalen. Samen met Britse collega's onderzocht dr. Christian Vollmer van het Instituut voor Mineralogie van de Universiteit van Münster een van deze tijdcapsules, en een heel bijzondere: de Winchcombe-meteoriet.

Het team van onderzoekers is nu de eerste die met een hoge mate van nauwkeurigheid de aanwezigheid in deze meteoriet heeft aangetoond van enkele belangrijke stikstofverbindingen, aminozuren en heterocyclische koolwaterstoffen – zonder enige chemische behandeling toe te passen en met behulp van een nieuw type detector. ontwerp. . De resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.

achtergrond

De Winchcombe-meteoriet werd in februari 2021 door een cameranetwerk in Engeland opgemerkt en binnen een paar dagen verzameld. “Normaal gesproken worden meteorieten gevolgd in koude en hete woestijnen op aarde, waar het droge klimaat betekent dat ze niet erg snel verweren, maar veranderen als gevolg van vocht”, zegt Christian Vollmer. “Als er kort na de gebeurtenis een meteorietinslag wordt waargenomen en de meteoriet snel wordt verzameld, zoals het geval was in Winchcombe, zijn ze voor ons belangrijke ‘getuigen’ met betrekking tot de geboorte van ons zonnestelsel – waardoor ze bijzonder interessant zijn voor onderzoeksdoeleinden.” “

a, b Organisch materiaal in FIBW-06 (a HAADF, b BF) met onregelmatige en diffuse vormen. c, d Organisch materiaal binnen FIBW-07 (c: HAADF, d: BF) met onregelmatige maar compactere vormen. HAADF-afbeelding van het FIBW-02-vel met een kleine bolvormige organische korrel. f HAADF-afbeelding van vel FIBW-08 met een grote, onregelmatige organische korrel vermengd met silicaten en andere mineralen.

De oorsprong van het leven op onze planeet blijft mysterieus, en sommige onderzoekers veronderstellen dat de eerste biologisch relevante materie meer dan vier miljard jaar geleden in meteorieten naar de aarde werd getransporteerd. Deze stof omvat bijvoorbeeld complexe organische verbindingen zoals aminozuren of koolwaterstoffen.

Deze moleculen hebben echter slechts zeer lage concentraties en experts moeten ze doorgaans met oplosmiddelen of zuren van de meteoriet scheiden en vervolgens verrijken voor analytische doeleinden. Het team van Christian Vollmer is nu de eerste die de aanwezigheid van biologisch relevante stikstofverbindingen in de Winchcombe-meteoriet kan aantonen zonder ze eerst chemisch te behandelen – hoewel de concentraties van deze stoffen hier ook erg laag zijn.

In hun werk gebruikten de onderzoekers een moderne elektronenmicroscoop met hoge resolutie, zoals die op slechts enkele locaties in de wereld te vinden is. Deze “supermicroscoop” in het SuperSTEM-laboratorium in Daresbury, Engeland, brengt niet alleen koolstofrijke verbindingen met atomaire resolutie in beeld, maar kan monsters ook chemisch analyseren met een nieuw type detector. “Het aantonen van de aanwezigheid van deze biologisch relevante organische verbindingen in een onbehandelde meteoriet is een grote doorbraak voor onderzoek”, zegt Vollmer. “Het laat zien dat deze essentiële elementen van het leven in deze kosmische afzettingen zelfs zonder chemische extractie kunnen worden beschreven.”

Ontwikkeling is ook van groot belang omdat chemische behandeling het risico met zich meebrengt dat deze kwetsbare materialen veranderen. Om deze reden zijn de analytische methoden die hier op vaste materie worden toegepast waarschijnlijk ook waardevol voor onderzoek naar kleine buitenaardse monsters die vanuit ruimtemissies naar de aarde zijn gebracht – zoals stofdeeltjes van asteroïden die onlangs zijn teruggestuurd door de Japanse Hayabusa2 en NASA. (OsirisRex).

Functionele chemie met hoge ruimtelijke resolutie van stikstofverbindingen in de waargenomen meteorietval in Winchcombe, VKNatuurcommunicatie (open toegang)

Astrobiologie, Astrochemie,