Образцы с астероида Рюгу указали на метеоритное происхождение азота на ранней Земле

Азот, без которого невозможно представить биологическую жизнь, мог попасть на Землю не в составе первичного облака, а гораздо позже — вместе с «посылками» из внешних регионов Солнечной системы. Данные, полученные в ходе анализа проб с астероида Рюгу, ставят под сомнение прежние представления о том, откуда на нашей планете взялся этот критически важный элемент. Исследователи обнаружили, что механизм доставки азота мог быть гораздо эффективнее, чем считалось, что меняет сценарий зарождения жизни.

Неожиданная находка в пробах «Хаябусы-2»

Японский зонд «Хаябуса-2» доставил на Землю образцы породы с астероида Рюгу ещё в 2020 году. С тех пор ученые постепенно раскрывают их состав. Ранее в них были найдены минералы, сформировавшиеся ещё до появления Солнца, а также сложные органические молекулы — витамины и аминокислоты. Однако последнее открытие касается не органики, а неорганических соединений азота.

В пробах зафиксировано аномально высокое содержание нитрида железа (Fe₄N). По сути, астероид оказался покрыт своеобразной «коркой» из этого соединения, что нетипично для углеродистых хондритов — класса метеоритов, к которому относят Рюгу. Такое количество азота в неорганической форме заставило планетологов пересмотреть модели ранней химической эволюции Земли.

Как азот с окраин добрался до нас

Согласно гипотезе, изложенной в статье журнала Nature Astronomy, ключевую роль сыграли микрометеориты. Именно они, по мнению исследователей из Гавайского института геофизики и планетологии, стали переносчиками азота с окраин Солнечной системы.

Механизм выглядит следующим образом. Поверхность астероида, состоящая из оксидов железа, постоянно бомбардируется микрометеоритами, несущими соединения азота. Одновременно на нее воздействует солнечный ветер — поток заряженных частиц водорода. Локальные удары микрометеоритов создают высокие температуры, в результате которых водород солнечного ветра вступает в реакцию с оксидом железа. Кислород улетучивается, а чистое железо связывается с азотом из микрометеоритов, образуя нитрид железа.

Далее, этот стабильный в условиях космоса нитрид, находясь на поверхности астероидов, мигрирует вместе с ними во внутреннюю часть системы. Когда орбита такого тела пересекается с земной, богатые азотом фрагменты попадают в атмосферу планеты. Ученые подчеркивают, что ранее этот транспортный канал недооценивался.

Вот ключевые этапы этого процесса:

• Бомбардировка астероида азотсодержащими микрометеоритами.
• Воздействие водорода солнечного ветра на оксиды железа.
• Термохимическая реакция с образованием нитрида железа (Fe₄N).
• Перенос обогащенного азотом астероидного вещества к орбите Земли.

Хоуп Ишии, один из авторов работы, отметил, что полученные данные указывают на перенос гораздо большего объема азотных соединений в околоземное пространство, чем предполагали теоретические модели. Эти соединения, по его словам, могли стать теми самыми «кирпичиками» для зарождения биологической жизни.

Обнаруженный механизм объясняет, каким образом молодая Земля, чья первичная атмосфера была бедна азотом, получила достаточное его количество для формирования аминокислот и нуклеиновых кислот. Если бы не этот космический «конвейер», биохимия планеты могла бы пойти по совершенно иному пути.

Сейчас научное сообщество ожидает результатов анализа образцов с другого астероида — Бенну, которые доставила миссия OSIRIS-REx. Сравнение химического состава двух тел позволит понять, насколько универсальным был описанный процесс для всей Солнечной системы. Это, в свою очередь, откроет новые данные о распространенности условий, пригодных для возникновения жизни не только на Земле, но и на других небесных телах.