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默奇森陨石

隕石落在澳大利亞維多利亞州的默奇森市。

默奇森陨石是被研究得最多的陨石之一，不只是因为它的总质量（超过100千克或220磅），更主要因为它是一颗坠落陨石。这颗陨石于1969年坠落在澳大利亚维多利亚的默奇森附近，是一组富含有机化合物的陨石。

默奇森陨石
默奇森陨石}}
华盛顿特区国家自然历史博物馆的默奇森陨石标本。
类型 球粒陨石
分类 碳质球粒陨石
群 CM2（英语：CM chondrite#Petrologic types）
组成 铁：22.13%，星体水（英语：Asteroidal water）：12%
冲击程度 S1–2
国家  澳大利亚
地区 维多利亚省
座标 36°37′S 145°12′E / 36.617°S 145.200°E / -36.617; 145.200坐标：36°37′S 145°12′E / 36.617°S 145.200°E / -36.617; 145.200[1]
坠落陨石 Yes
坠落日期 1969年9月28日
总已知重量 (TKW) 100千克（220磅）
一对来自默奇森陨石的颗粒
一对来自默奇森陨石的颗粒

在2020年1月，天文学家报告说，在其中发现的碳化硅颗粒是迄今在地球上发现最古老的岩石（英语：Oldest dated rocks）。这些粒子的年龄经测定高达70亿年，比太阳系和地球的45亿年还要古老25亿年。 [a]发表的研究指出“尘埃颗粒的寿命估计主要依靠复杂的理论模型。然而，这些模型偏重于更常见的小尘埃颗粒，并且基于具有巨不大确定性的假设。[2]”

历史 编辑

1969年9月28日上午10:58左右，在澳大利亚维多利亚省默奇森附近，观察到一颗明亮的火球，在消失前分裂成三块[1]，并留下一团烟雾；大约30秒后，听到震摄的声音。随后在13平方千米（5.0平方英里）的区域发现许多碎片，其中有颗质量高达7千克（15英磅），还有一颗680克（1.5英磅）重的击穿屋顶后落在干草堆上[1]。搜集到的陨石总质量超过100千克（220英磅）[3]。

分类和成分 编辑

默奇森陨石在分上属于球粒陨石的碳质球粒陨石。与大多数球粒陨石一样，默奇森陨石是第二型，这意味着它在坠落到地球之前，已经在其母体上经历了富水流体的广泛改变[4]。球粒陨石CM群与碳质球粒陨石CI群都富含碳，是化学上最原始的陨石之一[5]。像其它球粒陨石CM群一样，默奇森陨石含有丰富的钙-铝封包（英语：Calcium-aluminium-rich inclusion）。对这颗陨石多次的研究，已经发现超过15种生命基本成分的氨基酸 [6]。

在2020年1月，天文学家报告说默奇森陨石中的碳化硅粒子的寿命高达70亿年，比45.4亿年的地球和太阳系大25亿年，是迄今在地球上发现的最古老的岩石（英语：Oldest dated rocks）[2][7]。

有机化合物 编辑

 
默奇森陨石的碎片（图右下）和分离出的单独颗粒（显示在试管中）。

默奇森陨石中有常见的氨基酸，如甘氨酸、丙氨酸和谷氨酸，也有不寻常的氨基酸，如异缬氨酸和柳氨酸（英语：Leucines）[8]。米勒-尤里实验中发现的混合物，像是复杂的烷烃混合物也被分离出来。通常被认为是地球污染的丝氨酸和苏氨酸，明确的不存在于样品中。在默奇森陨石中也发现特定氨基酸家族中的二氨基酸（英语：Diamino acid）[9]。

初期的报告指出，氨基酸是外消旋混合物，而地球上蛋白质的氨基酸都是左旋性，因此是以非生物的方式形成的。后来，也是一种蛋白质氨基酸的丙氨酸被发现有多过右璇的左旋配置[10]，这导致有些科学家怀疑是受到地面的污染，理由是非生物的立体选择性会分解或合成蛋白质氨基酸，而不是非蛋白质氨基酸[11]。在1997年，在非蛋白质氨基酸异缬氨酸中也发现了左旋过量[12]，为太阳系中的分子不对称性提供了一个外星源。同一时间，在默奇森陨石也发现丙氨酸的左旋超量，但是富集在氮15的同位素[13]；然而，同位素配对后来因为分析的基础而受到质疑[14]。到2001年，陨石中确定的有机物清单扩大到多元醇[15]。

复合类[16] 浓度（ppm)
氨基酸   17–60
脂肪烃 >35
芳烃 3319
富勒烯 >100
羧酸 >300
氢碳水化合物酸 15
嘌呤和嘧啶 1.3
醇 11
磺氨酸 68
磷酸 2
总计 >3911.3

陨石和有左旋和右旋氨基酸的混合物，在生物体使用的氨基酸，其手性大多数都是左旋，而大多数糖类都是右旋。瑞典的一个化学家团队，在2005年证明这种同手性（英语：Homochirality）可能是被左旋氨基酸（例如脯氨酸）触发或催化[17]。

有多方面的证据显示保存良好的默奇森陨石碎片的内部是原始的。在2010年使用高解析工具（包括光谱）的研究，在远时样本中确定14,000种分子化合物，其中包括70种氨基酸[18][19]。分析范围有限的质谱仪，提供了50,000种更多独特的分子组合物，研究小组估计陨石中可能存在数百万种不同的有机化合物 [20]。

核碱基 编辑

更多信息：核碱基

使用同位素质谱仪（英语：Isotope-ratio mass spectrometry）测量在默奇森陨石中发现的嘌呤和嘧啶的碳同位素比，脲嘧啶和黄嘌呤的δ13C分别是+44.5‰ and +37.7‰，显示这些化合物并非源自地球。这个样本显示许多有机化合物可能由早期太阳系天体提供，并可能在生物发生的生命起源中发挥关键作用[21]。

相关条目 编辑

注释 编辑

  1. ^ That makes the stardust grains in the Murchison meteorite presolar grains, since they originated at a time before the Sun was formed.

参考文献 编辑

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Meteoritical Bulletin Database: Murchison
  2. ^ 2.0 2.1 Heck, Philipp R.; Greer, Jennika; Kööp, Levke; Trappitsch, Reto; Gyngard, Frank; Busemann, Henner; Maden, Colin; Ávila, Janaína N.; Davis, Andrew M.; Wieler, Rainer. Lifetimes of interstellar dust from cosmic ray exposure ages of presolar silicon carbide. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2020-01-13, 117 (4): 1884–1889. Bibcode:2020PNAS..117.1884H. PMC 6995017  . PMID 31932423. doi:10.1073/pnas.1904573117  . 
  3. ^ Pepper, F. When a space visitor came to country Victoria （页面存档备份，存于互联网档案馆） ABC News, 2 October 2019. Retrieved 2 October 2019.
  4. ^ Airieau, S. A.; Farquhar, J.; Thiemens, M. H.; Leshin, L. A.; Bao, H.; Young, E. Planetesimal sulfate and aqueous alteration in CM and CI carbonaceous chondrites. Geochimica et Cosmochimica Acta. 2005, 69 (16): 4167–4172. Bibcode:2005GeCoA..69.4167A. CiteSeerX 10.1.1.424.6561  . doi:10.1016/j.gca.2005.01.029. 
  5. ^ Planetary Science Research Discoveries: Glossary. [2012-01-24]. （原始内容存档于2012-01-24）. 
  6. ^ Wolman, Yecheskel; Haverland, William J.; Miller, Stanley L. Nonprotein Amino Acids from Spark Discharges and Their Comparison with the Murchison Meteorite Amino Acids. Proceedings of the National Academy of Sciences. April 1972, 69 (4): 809–811. Bibcode:1972PNAS...69..809W. PMC 426569  . PMID 16591973. doi:10.1073/pnas.69.4.809. 
  7. ^ Weisberger, Mindy. 7 Billion-Year-Old Stardust Is Oldest Material Found on Earth - Some of these ancient grains are billions of years older than our sun.. Live Science. 2020-01-13 [2020-01-13]. （原始内容存档于2020-01-14）. 
  8. ^ Kvenvolden, Keith A.; Lawless, James; Pering, Katherine; Peterson, Etta; Flores, Jose; Ponnamperuma, Cyril; Kaplan, Isaac R.; Moore, Carleton. Evidence for extraterrestrial amino-acids and hydrocarbons in the Murchison meteorite. Nature. 1970, 228 (5275): 923–926 [2009-09-09]. Bibcode:1970Natur.228..923K. PMID 5482102. doi:10.1038/228923a0. （原始内容存档于2021-11-12）. 
  9. ^ Meierhenrich, Uwe J.; Bredehöft, Jan Hendrik; Jessberger, Elmar K.; Thiemann, Wolfram H.-P. Identification of diamino acids in the Murchison meteorite. PNAS. 2004, 101 (25): 9182–9186. Bibcode:2004PNAS..101.9182M. PMC 438950  . PMID 15194825. doi:10.1073/pnas.0403043101. 
  10. ^ Engel, Michael H.; Nagy, Bartholomew. Distribution and enantiomeric composition of amino acids in the Murchison meteorite. Nature. 1982-04-29, 296 (5860): 837–840. Bibcode:1982Natur.296..837E. doi:10.1038/296837a0. 
  11. ^ Bada, Jeffrey L.; Cronin, John R.; Ho, Ming-Shan; Kvenvolden, Keith A.; Lawless, James G.; Miller, Stanley L.; Oro, J.; Steinberg, Spencer. On the reported optical activity of amino acids in the Murchison meteorite. Nature. 1983-02-10, 301 (5900): 494–496. Bibcode:1983Natur.301..494B. doi:10.1038/301494a0. 
  12. ^ Cronin, John R.; Pizzarello, S. Enantiomeric excesses in meteoritic amino acids. Science. 1997, 275 (5302): 951–955. Bibcode:1997Sci...275..951C. PMID 9020072. doi:10.1126/science.275.5302.951. 
  13. ^ Engel, Michael H.; Macko, S. A. Isotopic evidence for extraterrestrial non-racemic amino acids in the Murchison meteorite. Nature. 1997-09-01, 389 (6648): 265–268. Bibcode:1997Natur.389..265E. PMID 9305838. doi:10.1038/38460. 
  14. ^ Pizzarello, Sandra; Cronin, JR. Alanine enantiomers in the Murchison meteorite. Nature. 1998, 394 (6690): 236. Bibcode:1998Natur.394..236P. PMID 9685155. doi:10.1038/28306. 
  15. ^ Cooper, George; Kimmich, Novelle; Belisle, Warren; Sarinana, Josh; Brabham, Katrina; Garrel, Laurence. Carbonaceous meteorites as a source of sugar-related organic compounds for the early Earth. Nature. 2001-12-20, 414 (6866): 879–883 [2019-07-02]. Bibcode:2001Natur.414..879C. PMID 11780054. doi:10.1038/414879a. （原始内容存档于2020-01-16）. 
  16. ^ Machalek, Pavel. Organic Molecules in Comets and Meteorites and Life on Earth (PDF). Department of Physics and Astronomy (Johns Hopkins University). 2007-02-17 [2008-10-07]. （原始内容 (PDF)存档于2008-12-17）. 
  17. ^ Córdova, Armando; Engqvist, Magnus; Ibrahem, Ismail; Casas, Jesús; Sundén, Henrik. Plausible origins of homochirality in the amino acid catalyzed neogenesis of carbohydrates. Chem. Commun. 2005, (15): 2047–2049. PMID 15834501. doi:10.1039/b500589b. 
  18. ^ Walton, Doreen. Space rock contains organic molecular feast. BBC News. 2010-02-15 [2010-02-15]. （原始内容存档于2010-02-16）. 
  19. ^ Schmitt-Kopplin, Philippe; Gabelica, Zelimir; Gougeon, Régis D.; Fekete, Agnes; Kanawati, Basem; Harir, Mourad; Gebefuegi, Istvan; Eckel, Gerhard; Hertkorn, Norbert. High molecular diversity of extraterrestrial organic matter in Murchison meteorite revealed 40 years after its fall (PDF). PNAS. 2010-02-16, 107 (7): 2763–2768 [2010-02-16]. Bibcode:2010PNAS..107.2763S. PMC 2840304  . PMID 20160129. doi:10.1073/pnas.0912157107. （原始内容存档 (PDF)于2012-12-02）. 
  20. ^ Matson, John. Meteorite That Fell in 1969 Still Revealing Secrets of the Early Solar System. Scientific American. 2010-02-15 [2010-02-15]. （原始内容存档于2011-03-19）. 
  21. ^ Martins, Zita; Botta, Oliver; Fogel, Marilyn L.; Sephton, Mark A.; Glavin, Daniel P.; Watson, Jonathan S.; Dworkin, Jason P.; Schwartz, Alan W.; Ehrenfreund, Pascale. Extraterrestrial nucleobases in the Murchison meteorite (PDF). Earth and Planetary Science Letters. 2008-03-20, 270 (1–2): 130–136 [2008-10-07]. Bibcode:2008E&PSL.270..130M. arXiv:0806.2286  . doi:10.1016/j.epsl.2008.03.026. （原始内容 (PDF)存档于2011-08-10）. 
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