U dva meteorita pronađenom materijalu iz ranog Sunčeva sustava znanstvenici su pronašli desetke tisuća različitih molekula koje sadrže ugljik. Rezultat ne govori da je u tim stijenama bilo života, ali pokazuje koliko je kemijski okoliš iz kojeg su nastali planetarni sustavi bio raznolik.
Istraživači su usporedili Murchisonov meteorit, koji je 1969. pao u Australiji, i Aguas Zarcas, pronađen nakon pada u Kostariki 2019. godine. Oba pripadaju ugljičnim hondritima, skupini meteorita koji čuvaju relativno netaknut materijal iz vremena prije nastanka planeta. Rad je objavljen u časopisu The Planetary Science Journal.
Dva meteorita, dvije različite kemijske priče
U malim uzorcima istraživači su primijenili masenu spektrometriju vrlo visoke razlučivosti. Instrument u Brookhaven National Laboratoryju može razdvojiti signale molekula koje se razlikuju u masi za vrlo malen iznos. Tako su dobili svojevrsne kemijske otiske meteorita i usporedili ih bez potrebe da unište cijeli uzorak.
Otisci nisu bili isti. Iako su oba meteorita nastala u ranom Sunčevu sustavu, njihova se organska kemija znatno razlikuje. U jednom su uzorku neke skupine molekula bile zastupljenije, dok su u drugom prevladavali drukčiji spojevi. To upućuje na to da materijal u protoplanetarnom disku nije bio ravnomjerno izmiješan.
Takav rezultat važan je jer meteoriti nisu uzorci jedne jedinstvene kemijske juhe. Oni u sebi čuvaju tragove različitih područja i različitih procesa: zagrijavanja, reakcija s vodom i miješanja materijala koji je stigao iz još udaljenijih dijelova sustava. U tom smislu mogu nadopuniti sliku koju su dale analize zvjezdane prašine starije od Sunca.
Prvi pogled na pojedinačne molekule
Drugi dio istraživanja oslonio se na mikroskopiju atomskih sila visoke razlučivosti. Ta metoda ne promatra površinu poput običnog fotoaparata, nego mjeri sile između vrlo oštrog vrha i materijala. U najboljim uvjetima može razlikovati obrise pojedinačnih molekula na površini uzorka.
To je tek treći put da je takva mikroskopija primijenjena na materijal iz meteorita. Slike ne prikazuju sve spojeve iz uzorka, nego samo one koji su se mogli izdvojiti i dovoljno dobro vezati za površinu. Ipak, daju važnu provjeru rezultata dobivenih masenom spektrometrijom: kemijski signal nije samo statistički trag velikog broja molekula, nego se neke strukture mogu i izravno razaznati.
Što to govori o nastanku planeta?
Organske molekule u meteoritima nastale su prije nego što je Zemlja dobila današnji oblik. Dio ih je mogao nastati u hladnim oblacima plina i prašine, a dio kasnije, u materijalu koji je sadržavao vodu. Zbog toga njihova prisutnost sama po sebi ne govori kako je nastao život, ali pokazuje da su kemijski sastojci potrebni za složenije reakcije bili raspoređeni u različitim dijelovima Sunčeva sustava.
Usporedba s drugim uzorcima bit će ključna. Slična pitanja otvaraju i analize meteorita s Marsa, u kojima se tragovi kemijskih promjena mogu povezati s poviješću vode i vulkanizma na Crvenom planetu, poput onih opisanih u istraživanju marsovskog meteorita.
Nova metoda zato nije samo popis molekula. Ona omogućuje da se kemija ranog planetarnog sustava uspoređuje uz uzorak, molekulu po molekulu. Istraživači će sljedeće moći provjeriti ponavljaju li se razlike između meteorita i u drugim zbirkama ili je riječ o posebnosti dvaju tijela. Tek tada bit će jasnije koliko je raznolik materijal od kojeg su nastali Zemlja i njezini susjedi.
Važno je i ono što analiza nije pokazala. Znanstvenici nisu pronašli dokaz biološke aktivnosti niti mogu iz samih molekula zaključiti da je život na Zemlju stigao izvana. Organski spojevi mogu nastati bez biologije, kroz kemijske reakcije u hladnom plinu, ledu ili vodi. Njihova raznolikost ipak objašnjava kakav je materijal bio dostupan kada su se počeli spajati prvi planeti.
Uzorci poput Murchisona posebno su vrijedni jer su pali na Zemlju prije nego što ih je ljudska aktivnost mogla ciljano obraditi, dok Aguas Zarcas omogućuje usporedbu s novijim, dobro dokumentiranim padom. Zajedno pokazuju da se kemijska povijest Sunčeva sustava ne može rekonstruirati iz jednog meteorita. Potrebni su uzorci različitih tijela, laboratorijske metode koje ih čuvaju i jasna razlika između izmjerenog sastava i zaključaka o njegovu podrijetlu.
