Kako fosfor dolazi iz hladnoće

DOM RuskoHrvatski (Srpanj 2019).

Anonim

Fosfor, koji je vitalan za život, ali nešto rijedak, kondenziran u asteroidima u vanjskom Sunčevom sustavu prije nego što se vrati prema suncu, gdje su neki od njih završili na Zemlji, prema novim istraživanjima.

Fosfor je jedan od šest glavnih elemenata koji čine ljudsko tijelo i nužan je građevni blok za druge organizme. Međutim, za razliku od vodika, kisika, ugljika, dušika i kalcija, fosfor je rijedak. Još je rjeđi u ostatku Sunčevog sustava.

Astrobiolozi prate fosfor, nadajući se da ih vodi prema znakovima drugog života.

Mnogo meteorita sadrži fosfor, a znajući kako se fosfor distribuira kroz Sunčev sustav, mogao bi pomoći znanstvenicima utvrditi odakle dolaze meteoriti, ovisno o količini i vrsti fosfora koji sadrže.

"Fosfor je jedan od ključnih elemenata u biologiji", kaže Matthew Pasek, astrobiolog i geokemist na Sveučilištu South Florida.

Za razliku od drugih elemenata koji su bitni za život, fosfor se uglavnom nalazi u krutom obliku, dok se kao vodik, kisik i dušik često nalazimo kao plin. "(Studiranje fosfora) zadržava nas uzemljenje u stvarnim uzorcima tvrde stijene, za razliku od ostalih nema očitog plinskog oblika, pa mora doći iz izvora iz rocka", kaže Pasek. "Nadamo se da ćemo konačno vezati na biologiju i život."

Njegov nedavni rad u znanstvenom časopisu Icarus istražuje raspodjelu plinovitog (ili hlapljivog) fosfora u ranom Sunčevom sustavu i što to znači za tekuću raspodjelu fosfora.

Na rubu

Smatra se da se fosfor stvara u srcu eksplodirajućih zvijezda ili supernova. U slučaju našeg ranog Sunčevog sustava, sve blizu sunca isparilo se, objašnjava Pasek. Zatim, kad su se elementi odmakli od sunca, oni su rastao hladnije i počeli se kondenzirati u krutinu.

Pitanje iza papira bilo je: "Ako fosfor ne reagira na čvrsto oblikovanje na tim visokim temperaturama, onda možda može stvoriti drugačiji tip krutih tvari u hladnim dnom", kaže Pasek.

Plin fosfin (PH3) je glavna isparljiva faza fosfora pri niskim temperaturama. Dvije su različite skupine predložile da fosfin može igrati aktivnu ulogu u kemiji leda na vanjskim rubovima Sunčevog sustava.

Pasekov je rad nastojao utvrditi koliko će brzo reagirati fosfor sa krutinama - "vrlo brzo", pače Paek - i koliko bi trebalo da se ohladi i privuče natrag prema toplijim sredinama. Konačno, cilj je bio odrediti raspodjelu isparljivih oblika fosfora, kao što je fosfin, i kako su bili raspoređeni po Sunčevom sustavu.

Prema teorijskom modelu, koja je kombinirana termodinamika, stope kod kojih fosfor reagira s metalima i modeli difuzije plina, Pasekova istraživanja pokazala su da bi većina fosfora trebala biti u krutom obliku posvuda u Sunčevom sustavu, sve do Saturna. "Fosfor je bio iscrpljen kao nestabilan tijekom razvijanja Sunčevog sustava, a nestabilni oblici fosfora bili bi minimalni, čak iu hladnijim područjima solarne maglice", navodi se u članku.

Meteoriti i fosfor

Fosfor bi također trebao postojati u obliku nazvanom schreibersite, koji je mineral koji sadrži nikal, željezo i fosfor, kaže on. "Meteoritima nalazimo cijelo vrijeme i u više kometarnih oblika, što podrazumijeva da se u ovom području prilično sve meteorite koje skupimo, a koje imaju malu količinu fosfida

,

Ova studija podrazumijeva da fosfor za život dolazi od čvrste forme, a ne fosfora iz leda. "

Mikhail Zolotov, profesor na Sveučilištu u Arizoni, specijaliziran za hlapljive elemente na drugim planetima, primjećuje kako bi bogatstvo i vrste fosfora moglo utjecati na biološku aktivnost.

Iz prethodnih studija meteorita jasno je da fosfor uglavnom dolazi u mineralima, a ne plinovima. "Ranije modeli kondenzacije vrućeg solarnog sastava plina pokazali su stvaranje fosfora koji nose minerale promatrane u meteorima", kaže Zolotov.

Dok kaže da je Pasekov rad "pristojan posao", sporna je činjenica da je pokret plina prema suncu, koji nije bio modeliran u radu, mogao biti brži od difuzije plina daleko od sunca. "Dostupni podaci meteorita ne ukazuju na iscrpljivanje fosfora daleko od sunca

,

(i ova hipoteza) i dalje treba potvrditi podatak iz vanjskih sustava Sunčevog sustava kao što su komete ", kaže on.

Za Paseka, sljedeći korak u ovom istraživanju je eksperimentirati s fosfinom u laboratoriju i prebaciti ga u praktičniji svijet. "Uzet ćemo metalne dijelove i izložiti ih plinovitom fosforu i vidjeti koliko je vremena potrebno za izradu tih stijena", kaže on. Tada će podatke vratiti u svoje modele.

menu
menu