Bruce Fegley undersøger en meteorit. Billedkredit: WUSTL Klik for større billede
Ved hjælp af primitive meteoritter kaldet chondrites som deres modeller, har jord- og planetariske videnskabsmænd ved Washington University i St. Louis udført beregninger af udgasser og vist, at den tidlige jordatmosfære var en reducerende, chock fuld af metan, ammoniak, brint og vanddamp.
Bruce Fegley, Ph.D., Washington University-professor i jord- og planetarisk videnskab i kunst og videnskaber, og Laura Schaefer, laboratorieassistent, forstærker en af de mest berømte og kontroversielle teorier om livets oprindelse, 1953 Miller -Urey-eksperiment, som gav organiske forbindelser nødvendige for at udvikle organismer.
Chondrites er relativt uændrede prøver af materiale fra solnebulaen. Ifølge Fegley, der leder universitetets laboratorie for planetarisk kemi, har forskere længe troet, at de er byggestenene i planeterne. Ingen har dog nogensinde bestemt, hvilken type atmosfære en primitiv kondritisk planet ville generere.
”Vi antager, at planeterne er dannet af kondritisk materiale, og vi delte planeten op i lag, og vi brugte sammensætningen af blandingen af meteoritter til at beregne de gasser, der ville have udviklet sig fra hvert af disse lag,” sagde Schaefer. ”Vi fandt en meget reducerende atmosfære for de fleste meteoritblandinger, så der er meget metan og ammoniak.”
I en reducerende atmosfære er der brint, men ilt er fraværende. For at Miller-Urey-eksperimentet skal fungere, er en reducerende atmosfære et must. En oxiderende atmosfære gør det umuligt at fremstille organiske forbindelser. Alligevel mener en vigtig kontingent af geologer, at der eksisterede en brintfattig, kuldioxidrig atmosfære, fordi de bruger moderne vulkangasser som modeller for den tidlige atmosfære. Vulkaniske gasser er rige på vand, kuldioxid og svovldioxid, men indeholder ingen ammoniak eller methan.
”Geologer bestrider Miller-Urey-scenariet, men hvad de ser ud til at glemme, er, at når du samler jorden ud af chondrites, har du udviklet lidt forskellige gasser fra at varme op alle disse materialer, der er samlet for at danne jorden. Vores beregninger giver en naturlig forklaring på, hvordan man får denne reducerende atmosfære, ”sagde Fegley.
Schaefer præsenterede resultaterne på det årlige møde i Division of Planetary Sciences of the American Astronomical Society, som blev afholdt 4-9 september i Cambridge, England.
Schaefer og Fegley kiggede på forskellige typer chondrites, som jord- og planetvidenskabsmænd mener var med til at skabe jorden. De brugte sofistikerede computerkoder til kemisk ligevægt for at finde ud af, hvad der sker, når mineraler i meteoritterne opvarmes og reagerer med hinanden. For eksempel, når calciumcarbonat opvarmes og nedbrydes, danner det kuldioxidgas.
"Forskellige forbindelser i den kondritiske jord nedbrydes, når de opvarmes, og de frigiver gas, der dannede den tidligste jordatmosfære," sagde Fegley.
Miller-Urey-eksperimentet indeholdt et apparat, hvori der blev anbragt en reducerende gasatmosfære, der menes at eksistere på den tidlige jord. Blandingen blev opvarmet og fik en elektrisk ladning, og enkle organiske molekyler blev dannet. Mens eksperimentet er blevet drøftet fra starten, havde ingen foretaget beregninger for at forudsige den tidlige jordatmosfære.
”Jeg tror, at disse beregninger ikke var blevet gjort før, fordi de er meget vanskelige; vi bruger en speciel kode ”sagde Fegley, hvis arbejde med Schaefer på udgassing af Io, Jupiters største måne og det mest vulkaniske legeme i solsystemet, tjente som inspiration til det nuværende tidlige jordatmosfærearbejde.
Original kilde: WUSTL nyhedsmeddelelse
