Астрохимия и астробиология

Происхождение органики в образцах лунного грунта

Дмитрий Вибе

2015-10-31 8:33:00

В образцах лунного грунта, доставленных на Землю экспедициями программы «Аполлон», обнаруживается некоторое количество (до сотен ppb) органики, включая мочевину и аминокислоты (начиная с глицина). Эта органика не может иметь лунное+биологическое происхождение, поскольку возможность жизни на Луне исключена, поэтому приходится искать объяснение, которое не было бы лунным и (или) не было бы биологическим. И таких объяснений может быть четыре.

Во-первых, органика может иметь земное происхождение. При этом она могла попасть в образцы как во время их сбора на Луне, будучи принесённой туда с экспедициями, так и на Земле, уже в лаборатории. Разумеется, при лабораторном исследовании образцов старались поддерживать высокий уровень стерильности, однако результаты некоторых тестов ранее показывали, что набор аминокислот согласуется с их земной биологической природой.

Во-вторых, органика могла синтезироваться во время лабораторных исследований грунта из молекул, попавших туда с выхлопом посадочных модулей. За этот вариант говорит относительно простой набор аминокислот; против него свидетельствует близость содержания органики в образцах, взятых непосредственно под посадочным модулем экспедиции «Аполлон-17» и в 6.5 км от него.

В-третьих, органика могла синтезироваться во время лабораторных исследований грунта из атомов, попавших в грунт с солнечным ветром. В пользу этого варианта говорит снижение содержания молекул-предшественников аминокислот (в частности, HCN) с глубиной взятия образца, а также близость состава аминокислот в образцах, полученных разными экспедициями (что говорит о единстве источника).

Наконец, в-четвёртых, аминокислоты могли попасть на Луну с метеоритами, кометами и межпланетной пылью. В составе метеоритов сложная органика присутствует вполне часто, однако непонятно, способна ли она переживать столкновение метеорита с Луной, в отсутствие атмосферы, которая могла бы затормозить его падение (впрочем, некоторые исследования показывают, что столкновение может быть причиной не только разрушения, но и синтеза органических соединений).

В журнале Geochimica et Cosmochimica Acta опубликованы результаты нового анализа образцов лунного грунта, проведённого Jamie Elsila и её коллегами. Результаты этого анализа таковы. В образцах впервые надёжно зафиксировано присутствие альфа-аминоизомасляной кислоты и некоторых других аминокислот, которые часто встречаются в углистых хондритах, но редки в земной биосфере. Авторы подтвердили одинаковое содержание аминокислот в образцах, взятых под посадочным модулем «Аполлон-17» и в 6.5 км от него. Далее, некоторые свойства лунного грунта позволяют определить, как долго данный образец подвергался воздействию солнечного ветра. Если бы происхождение аминокислот было связано с солнечным ветром, можно было бы ожидать, что их содержание будет коррелировать с временем облучения образца ветром. На деле же найдена антикорреляция: больше аминокислот содержат образцы, подвергшиеся воздействию солнечного ветра в наименьшей степени.

В глицине, бета-аланине и L-аланине из лунного грунта впервые было измерено содержание изотопа углерода 13C. Оно оказалось несколько сниженным по отношению к среднему содержанию в Солнечной системе. В солнечном ветре этот изотоп также в дефиците, но куда более сильном, так что солнечный ветер в качестве источника органики исключается и по этим соображениям. В углистых хондритах перечисленные аминокислоты, напротив, несколько обогащены 13C. Наилучшим образом измеренное содержание 13C в лунных аминокислотах согласуется с его содержанием в земных биологических материалах. На земное происхождение этой органики указывает и обнаруженный Elsila и её коллегами сильный избыток L-энантиомеров.

В целом, авторы делают вывод, что органика в лунных образцах имеет преимущественно земное происхождение (возможно, с некоторой метеоритной примесью) и подчёркивают необходимость тщательного контроля состояния оборудования и образцов, особенно в экспедициях, в которых главной целью будет анализ содержания внеземных органических соединений.

Ответить

Вы должны войти, чтобы оставить комментарий.