Jak fosfor przybył z zimna

Wędkarze ruszyli (Lipiec 2019).

Anonim

Fosfor, który jest niezbędny do życia, ale nieco rzadki, skondensowany w asteroidach w zewnętrznym Układzie Słonecznym, przed powrotem do Słońca, gdzie część z nich trafiła na Ziemię, wynika z nowych badań.

Fosfor jest jednym z sześciu głównych elementów składających się na ludzkie ciało i stanowi niezbędny element budulcowy dla innych organizmów. Jednak w przeciwieństwie do wodoru, tlenu, węgla, azotu i wapnia, fosfor jest rzadki. W pozostałej części Układu Słonecznego jest jeszcze gorzej.

Astrobiolodzy śledzą fosfor, mając nadzieję, że prowadzi on do oznak innego życia.

Wiele meteorytów zawiera fosfor, a wiedza na temat dystrybucji fosforu w Układzie Słonecznym może pomóc naukowcom określić, skąd pochodzą meteoryty, w zależności od ilości i rodzaju zawartych w nich fosforu.

"Fosfor jest jednym z kluczowych elementów w biologii" - mówi Matthew Pasek, astrobiolog i geochemik z University of South Florida.

W przeciwieństwie do innych pierwiastków niezbędnych do życia, fosfor występuje głównie w postaci stałej, podczas gdy podobnie jak wodór, tlen i azot są często uważane za gaz. "(Studiowanie fosforu) utrzymuje nas w rzeczywistych próbkach twardych skał, w przeciwieństwie do innych, nie ma wyraźnej formy gazowej, więc musi pochodzić ze źródeł rocka" - mówi Pasek. "Mamy nadzieję związać to ostatecznie z biologią i życiem".

Jego ostatnia praca w czasopiśmie naukowym Icarus bada dystrybucję gazowego (lub "lotnego") fosforu we wczesnym Układzie Słonecznym i co to oznacza dla obecnego rozkładu fosforu.

W od krawędzi

Uważa się, że fosfor powstaje w sercu wybuchających gwiazd lub supernowych. W przypadku naszego wczesnego Układu Słonecznego wszystko blisko Słońca uległo wyparowaniu - wyjaśnia Pasek. Potem, gdy elementy odeszły od słońca, zrobiły się zimniejsze i zaczęły się skraplać w bryły.

Pytanie, które kryje się za gazetą, brzmiało: "Jeśli fosfor nie reaguje z wytworzeniem ciała stałego w tak wysokich temperaturach, to może może tworzyć inny rodzaj ciała stałego w zimnych obszarach" - mówi Pasek.

Gazofosfina (PH 3) jest główną fazą lotną fosforu w niskich temperaturach. Dwie różne grupy zaproponowały, że fosfina może odgrywać aktywną rolę w chemii lodu na zewnętrznych krawędziach Układu Słonecznego.

Papier Pasek ma na celu ustalenie, jak szybko fosfor reaguje z ciałami stałymi - "bardzo szybko", pas ćwierkania - a następnie, ile czasu zajmie chłodzenie i przyciągnie do cieplejszych środowisk. Ostatecznie celem było określenie rozmieszczenia lotnych form fosforu, takich jak fosforowodór, oraz sposobu ich dystrybucji w Układzie Słonecznym.

Zgodnie z teoretycznym modelem, który łączył termodynamikę, szybkości reakcji fosforu z metalami i modele dyfuzji gazów, badania Paspa wykazały, że większość fosforu powinna znajdować się w stałej postaci wszędzie w Układzie Słonecznym, do około Saturna. "Fosfor został zubożony jako lotny w rozwijającym się Układzie Słonecznym, a lotne formy fosforu byłyby minimalne, nawet w chłodniejszych częściach mgławicy słonecznej", mówi gazeta.

Meteoryty i fosfor

Fosfor powinien również istnieć w postaci schreibersytu, który jest minerałem zawierającym nikiel, żelazo i fosfor - mówi. "Znajdujemy go w meteorytach cały czas, w bardziej kometarnych formach, co oznacza, że ​​prawie wszystkie meteoryty, które zbieramy, które mają niewielką ilość fosforu, muszą tworzyć się w tym regionie

.

Badanie to sugeruje, że fosfor dożywotni pochodzi z formy stałej, a nie z lodu z fosforu. "

Mikhail Zołotow, profesor naukowy na Arizona State University, który specjalizuje się w lotnych pierwiastkach na innych planetach, zauważa, że ​​zarówno obfitość, jak i gatunki fosforu mogą wpływać na aktywność biologiczną.

Z wcześniejszych badań meteorytów wynikało, że fosfor występuje głównie w minerałach, a nie w gazach. "Wcześniejsze modele skraplania gorącego gazu z kompozycji słonecznej wskazywały na powstawanie minerałów zawierających fosfor, obserwowanych w meteorytach" - mówi Zołotow.

Podczas gdy mówi, że papier Pasek jest "przyzwoitym dziełem", to jest kontrowersyjne, że ruch gazu w kierunku słońca, który nie był wzorowany na gazecie, może być szybszy niż dyfuzja gazu z dala od słońca. "Dostępne dane meteorytów nie wskazują na wyczerpywanie się fosforu z dala od słońca

.

(i ta hipoteza) pozostaje do potwierdzenia przez dane z zewnętrznych materiałów Układu Słonecznego, takich jak komety ", mówi.

Dla Pasa kolejnym krokiem w tym badaniu jest eksperymentowanie z fosfiną w laboratorium i przeniesienie go do bardziej praktycznego królestwa. "Weźmiemy kawałki metalu i odsłonimy je na gaz zawierający fosfor i zobaczymy, ile czasu potrzeba na zrobienie tych skał" - mówi. Następnie przekaże te dane z powrotem do swoich modeli.

menu
menu