Российские ученые впервые идентифицировали конкретный минерал, содержащий аммоний, в веществе редкого метеорита. Открытие имеет значение для изучения возможных путей доставки биогенных элементов на раннюю Землю.
Характеристика объекта и суть открытия
Исследователи Санкт-Петербургского государственного университета идентифицировали в метеорите Оргей (Orgueil) минерал, являющийся прямым носителем аммония. Оргей представляет собой углистый хондрит, упавший на территорию Франции в 1864 году.
Данный тип метеоритов содержит углерод и летучие соединения, а его вещество считается аналогом материала астероидов Рюгу и Бенну. Образцы метеорита хранятся в Институте геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН.
Обнаруженный минерал был классифицирован как никелистый буссенготит — водный сульфат с формулой (NH4)2(Mg,Ni)(SO4)2∙6H2O, где магний и никель могут замещать друг друга. Этот минерал относится к классу солей Туттона и является первым конкретно идентифицированным носителем аммония в космическом веществе, что позволяет напрямую изучать формы биогенного азота внеземного происхождения.
Методология исследований и сложности анализа
Для идентификации неустойчивого минерала ученые применили комплекс современных аналитических методов. Ключевую роль сыграл рентгеноструктурный анализ отдельных кристаллов, позволивший определить их кристаллическую структуру и подтвердить наличие ионов аммония (NH₄⁺). Химический состав уточнялся с помощью энергодисперсионного спектрального анализа, который показал количественное соотношение элементов, включая азот, магний, никель и серу. Соотношение магния к никелю составило примерно 0,65 к 0,35.
Методы оптической и электронной микроскопии, а также инфракрасная спектроскопия позволили выявить автоморфные кристаллы размером до 30 микрометров и зафиксировать спектральные полосы, характерные для кристаллизационной воды и аммонийных ионов. Необходимость применения такого комплекса методов обусловлена высокой нестабильностью и водорастворимостью минералов аммония, что ранее делало их прямое обнаружение крайне сложным.
Перспективы
Открытие имеет несколько важных последствий для космохимии и астробиологии. Оно впервые предоставляет прямой минералогический доказательства присутствия аммония в космическом веществе, а не косвенные спектроскопические данные.
Это подтверждает, что соли Туттона могут служить устойчивыми резервуарами связанного азота на астероидах и кометах.
Находка уточняет интерпретацию астрофизических спектров, показывая, что полосы поглощения около 3,2 мкм могут быть связаны не только с N-H связями, но и с кристаллизационной водой в таких минералах.
Обнаружение аммонийного минерала в метеорите, схожем по составу с древними астероидами, создает основу для моделей доставки биогенного азота на раннюю Землю, что критически важно для понимания пребиотической химии и возможных путей зарождения жизни. Изучение подобных минералов поможет уточнить модели химической эволюции вещества в ранней Солнечной системе.