Азот давньої Землі виявився позаземним

Азот — один з основних компонентів амінокислот, які лежать в основі РНК та ДНК. Тому без цього елемента на Землі не могло з’явитися життя, яке ми його знаємо. Проблема в тому, що в часи формування нашої планети азоту на її околицях було відносно мало. Вченим відомі сполуки азоту, здатні зберегти стабільність за умов внутрішньої частини Сонячної системи. На жаль, ні в найближчому міжпланетному пилу, ні в мікрометеоритах, що утворилися неподалік, знайти такі сполуки поки не вдалося.

Натомість у тілах, що утворилися далеко від Сонця, азоту багато. Наприклад, у формі солей амонію. І це підтверджується спостереженнями за кометами та крижаними тілами зовнішніх областей системи. Але як цей азот потрапив на околиці Землі? Провівши ізотопний аналіз зразків місячної породи, раніше вчені виявили, що джерело «зовнішнього» азоту — астероїдні мікрометеороїди, що долетіли до нас. Щоб оцінити їхній внесок у запаси азоту на Землі, необхідно знати вміст цього елемента в їхньому складі, а такі підрахунки не проводили. Допомогли зразки астероїда Рюгу.

Рюгу — звичайний навколоземний астероїд спектрального класу С. У 2019 році апарат Хаябуса-2 зібрав з його поверхні зразки порід і доставив на Землю. У роботі, опублікованій у журналі Nature Astronomy, міжнародна група вчених представила новий аналіз цих зразків. Згідно з результатами, мікрометеорити із зовнішніх областей Сонячної системи стали рясним джерелом азоту для молодої Землі. Причому обсяги доступного азоту раніше дуже недооцінювалися.

Розгадка полягає у космічному вивітрюванні поверхонь астероїдів. Під впливом частинок сонячного вітру та ударів мікрометеоритів у породі відбуваються хімічні реакції, у яких утворюється стабільне з’єднання азоту — нітрид заліза. Один з основних мінералів у зразках Рюгу – магнетит. Під впливом іонів водню із сонячного вітру та від тепла зіткнень із частинками мікрометеоритів магнетит втрачає атоми кисню. Так, на поверхні гранул магнетиту залишається чисте залізо, яке в хімічних реакціях з амонієм з мікрометеоритів перетворюється на нітрид заліза, зв’язуючи азот.

У внутрішній Сонячній системі безліч тіл, подібних до Рюгу. Тому доступ до азоту у молодої Землі був набагато вищим, ніж вважали вчені.

Втім, на цьому проблеми із доступністю азоту не закінчуються. На молодій Землі, як і сьогодні, більшість азоту перебувала у формі малоактивної молекули N₂. Використовувати його у такій формі здатні небагато сучасних живих істот. Тому залишається відкритим питання, як азот «перетравлювали» перші форми життя.