De oudste moleculaire vloeistoffen in het zonnestelsel zouden de snelle vorming en evolutie van de bouwstenen van het leven hebben ondersteund, nieuw onderzoek in het tijdschrift Proceedings van de National Academy of Sciences onthult.

Een internationale groep wetenschappers, onder leiding van onderzoekers van het Royal Ontario Museum (ROM) en co-auteurs van McMaster University en York University, gebruikte state-of-the-art technieken om individuele atomen in kaart te brengen in mineralen die meer dan 4,5 miljard jaar geleden in vloeistoffen op een asteroïde zijn gevormd.

De iconische Tagish Lake-meteoriet van de ROM bestuderen, wetenschappers gebruikten atoom-sonde tomografie, een techniek die in staat is om atomen in 3D af te beelden, om moleculen te richten langs grenzen en poriën tussen magnetietkorrels die zich waarschijnlijk op de korst van de asteroïde hebben gevormd. Daar, ze ontdekten waterprecipitaten die achterbleven in de korrelgrenzen waarop ze hun baanbrekende onderzoek uitvoerden.

"We weten dat er in het vroege zonnestelsel veel water was, " legt hoofdauteur Dr. Lee White uit, Hatch postdoctoraal fellow bij de ROM, "maar er is heel weinig direct bewijs van de chemie of zuurgraad van deze vloeistoffen, ook al zouden ze cruciaal zijn geweest voor de vroege vorming en evolutie van aminozuren en, eventueel, microbieel leven."

Dit nieuwe onderzoek op atomaire schaal levert het eerste bewijs van de natriumrijke (en alkalische) vloeistoffen waarin de magnetietframboids werden gevormd. Deze vloeibare omstandigheden zijn preferentieel voor de synthese van aminozuren, het openen van de deur voor microbieel leven om zich al 4,5 miljard jaar geleden te vormen.

"Aminozuren zijn essentiële bouwstenen van het leven op aarde, maar we moeten nog veel leren over hoe ze voor het eerst zijn gevormd in ons zonnestelsel, " zegt Beth Lymer, een doctoraat student aan de York University en co-auteur van de studie. "Hoe meer variabelen we kunnen beperken, zoals temperatuur en pH, stelt ons in staat om de synthese en evolutie van deze zeer belangrijke moleculen beter te begrijpen tot wat we nu kennen als biotisch leven op aarde."

Het koolstofhoudende chondriet van het Tagish-meer werd in 2000 uit een ijskap in het Tagish-meer van BC gehaald, en later overgenomen door de ROM, waar het nu wordt beschouwd als een van de iconische objecten van het museum. Deze geschiedenis betekent dat het door het team gebruikte monster nooit boven kamertemperatuur is geweest of is blootgesteld aan vloeibaar water. waardoor de wetenschappers de gemeten vloeistoffen met vertrouwen kunnen koppelen aan de oorspronkelijke asteroïde.

Door gebruik te maken van nieuwe technieken, zoals atoomsondetomografie, de wetenschappers hopen analytische methoden te ontwikkelen voor planetaire materialen die door ruimtevaartuigen naar de aarde worden teruggebracht, zoals door NASA's OSIRIS-REx-missie of een geplande monsterretourmissie naar Mars in de nabije toekomst.

"Atom probe tomografie geeft ons de mogelijkheid om fantastische ontdekkingen te doen op stukjes materiaal die duizend keer dunner zijn dan een mensenhaar, "zegt White. "Ruimtemissies zijn beperkt tot het terugbrengen van kleine hoeveelheden materiaal, wat betekent dat deze technieken van cruciaal belang zullen zijn om ons in staat te stellen meer over het zonnestelsel te begrijpen en tegelijkertijd materiaal te behouden voor toekomstige generaties."