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默奇森隕石

隕石落在澳大利亞維多利亞州的默奇森市。

默奇森隕石是被研究得最多的隕石之一，不只是因為它的總質量（超過100公斤或220磅），更主要因為它是一顆墜落隕石。這顆隕石於1969年墜落在澳大利亞維多利亞的默奇森附近，是一組富含有機化合物的隕石。

默奇森隕石
默奇森隕石}}
華盛頓特區國家自然歷史博物館的默奇森隕石標本。
類型 球粒隕石
分類 碳質球粒隕石
群 CM2（英語：CM chondrite#Petrologic types）
組成 鐵：22.13%，星體水（英語：Asteroidal water）：12%
衝擊程度 S1–2
國家  澳洲
地區 維多利亞省
座標 36°37′S 145°12′E / 36.617°S 145.200°E / -36.617; 145.200[1]
墜落隕石 Yes
墜落日期 1969年9月28日
總已知重量 (TKW) 100公斤（220磅）
一對來自默奇森隕石的顆粒
一對來自默奇森隕石的顆粒

在2020年1月，天文學家報告說，在其中發現的碳化矽顆粒是迄今在地球上發現最古老的岩石（英語：Oldest dated rocks）。這些粒子的年齡經測定高達70億年，比太陽系和地球的45億年還要古老25億年。 [a]發表的研究指出「塵埃顆粒的壽命估計主要依靠複雜的理論模型。然而，這些模型偏重於更常見的小塵埃顆粒，並且基於具有巨不大確定性的假設。[2]」

歷史

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1969年9月28日上午10:58左右，在澳大利亞維多利亞省默奇森附近，觀察到一顆明亮的火球，在消失前分裂成三塊[1]，並留下一團煙霧；大約30秒後，聽到震攝的聲音。隨後在13平方公里（5.0平方英里）的區域發現許多碎片，其中有顆質量高達7公斤（15英磅），還有一顆680克（1.5英磅）重的擊穿屋頂後落在乾草堆上[1]。蒐集到的隕石總質量超過100公斤（220英磅）[3]。

分類和成分

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默奇森隕石在分上屬於球粒隕石的碳質球粒隕石。與大多數球粒隕石一樣，默奇森隕石是第二型，這意味著它在墜落到地球之前，已經在其母體上經歷了富水流體的廣泛改變[4]。球粒隕石CM群與碳質球粒隕石CI群都富含碳，是化學上最原始的隕石之一[5]。像其它球粒隕石CM群一樣，默奇森隕石含有豐富的鈣-鋁封包（英語：Calcium-aluminium-rich inclusion）。對這顆隕石多次的研究，已經發現超過15種生命基本成分的胺基酸 [6]。

在2020年1月，天文學家報告說默奇森隕石中的碳化矽粒子的壽命高達70億年，比45.4億年的地球和太陽系大25億年，是迄今在地球上發現的最古老的岩石（英語：Oldest dated rocks）[2][7]。

有機化合物

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默奇森隕石的碎片（圖右下）和分離出的單獨顆粒（顯示在試管中）。

默奇森隕石中有常見的胺基酸，如甘胺酸、丙胺酸和麩胺酸，也有不尋常的胺基酸，如異纈胺酸和白胺酸[8]。米勒-尤里實驗中發現的混合物，像是複雜的烷烴混合物也被分離出來。通常被認為是地球污染的絲胺酸和蘇胺酸，明確的不存在於樣品中。在默奇森隕石中也發現特定胺基酸家族中的二胺基酸（英語：Diamino acid）[9]。

初期的報告指出，胺基酸是外消旋混合物，而地球上蛋白質的胺基酸都是左旋性，因此是以非生物的方式形成的。後來，也是一種蛋白質胺基酸的丙胺酸被發現有多過右璇的左旋配置[10]，這導致有些科學家懷疑是受到地面的污染，理由是非生物的立體選擇性會分解或合成蛋白質胺基酸，而不是非蛋白質胺基酸[11]。在1997年，在非蛋白質胺基酸異纈胺酸中也發現了左旋過量[12]，為太陽系中的分子不對稱性提供了一個外星源。同一時間，在默奇森隕石也發現丙胺酸的左旋超量，但是富集在氮15的同位素[13]；然而，同位素配對後來因為分析的基礎而受到質疑[14]。到2001年，隕石中確定的有機物清單擴大到多元醇[15]。

複合類[16] 濃度（ppm)
胺基酸   17–60
脂肪烴 >35
芳烴 3319
富勒烯 >100
羧酸 >300
氫碳水化合物酸 15
嘌呤和嘧啶 1.3
醇 11
磺胺酸 68
磷酸 2
總計 >3911.3

隕石和有左旋和右旋胺基酸的混合物，在生物體使用的胺基酸，其手性大多數都是左旋，而大多數醣類都是右旋。瑞典的一個化學家團隊，在2005年證明這種同手性（英語：Homochirality）可能是被左旋胺基酸（例如脯胺酸）觸發或催化[17]。

有多方面的證據顯示保存良好的默奇森隕石碎片的內部是原始的。在2010年使用高解析工具（包括光譜）的研究，在遠時樣本中確定14,000種分子化合物，其中包括70種胺基酸[18][19]。分析範圍有限的質譜儀，提供了50,000種更多獨特的分子組合物，研究小組估計隕石中可能存在數百萬種不同的有機化合物 [20]。

核鹼基

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更多資訊：核鹼基

使用同位素質譜儀（英語：Isotope-ratio mass spectrometry）測量在默奇森隕石中發現的嘌呤和嘧啶的碳同位素比，脲嘧啶和黃嘌呤的δ13C分別是+44.5‰ and +37.7‰，顯示這些化合物並非源自地球。這個樣本顯示許多有機化合物可能由早期太陽系天體提供，並可能在生物發生的生命起源中發揮關鍵作用[21]。

相關條目

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注釋

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

參考文獻

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  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 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 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. 
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  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. 
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  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. （原始內容存檔於2021-11-12）. 
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  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. 
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