Азотът на древната Земя се оказа извънземен

Азотът е един от основните компоненти на аминокиселините, които лежат в основата на РНК и ДНК. Затова без този елемент животът, какъвто го познаваме, не би могъл да се появи на Земята. Проблемът е, че по време на формирането на нашата планета азотът в нейните околности е бил сравнително малко.

На учените са известни азотни съединения, способни да съхранят стабилност в условията на вътрешната част на Слънчевата система. За съжаление, такива съединения все още не са открити нито в близкия междупланетен прах, нито в микрометеорити, образували се наблизо.

Но в тела, образувани далеч от Слънцето, има много азот. Например под формата на амониеви соли. И това се потвърждава от наблюдения на комети и ледени тела във външните области на системата. Но как този азот е попаднал в околностите на Земята?

Провеждайки изотопен анализ на пробите от лунни породи, учените по-рано са открили, че източникът на „външния“ азот са астероидни микрометеороити, долетели до нас. За да се оцени приносът им към запасите на азот на Земята, е необходимо да се знае съдържанието на този елемент в състава им, но такива изчисления не са правени. За това са помогнали образците от астероида Рюгу.

Рюгу е обикновен околоземен астероид от спектрален клас C. През 2019 г. апаратът "Хаябуса 2" събра скални образци от повърхността му и ги достави на Земята. В статия, публикувана в списанието Nature Astronomy, международен екип от учени е представил нов анализ на тези образци.

Според резултатите микрометеоритите от външната част на Слънчевата система са станали обилен източник на азот за младата Земя. В същото време обемите на достъпния азот по-рано са били силно подценени.

Отговорът се крие в космическото изветряне на повърхностите на астероидите. Под въздействието на частици от слънчевия вятър и микрометеоритни удари в скалата протичат химични реакции, при които се образува стабилно азотно съединение – железен нитрид.

Един от основните минерали в пробите от Рюгу е магнетитът. Под въздействието на водородни йони от слънчевия вятър и от топлината на сблъсъци с микрометеоритни частици магнетитът губи кислородни атоми. Така на повърхността на магнетитните гранули остава чисто желязо, което при химични реакции с амоний от микрометеорити се превръща в железен нитрид, свързващ азота.

Във вътрешната част на Слънчева система има много тела, подобни на Рюгу. Следователно младата Земя е имала много по-голям достъп до азот, отколкото са смятали учените.

Проблемите с наличието на азот обаче не свършват дотук. На младата Земя, както и днес, повечето азот е бил под формата на нискоактивната молекула N2. Малко съвременни живи същества са способни да го използват в тази форма. Затова остава открит въпросът как азотът е бил „усвояван“ от първите форми на живот.