איך הגיע זרחן מהקור

Anonim

זרחן, שהוא חיוני לחיים אך נדיר במקצת, מתמצת בתוך אסטרואידים במערכת השמש החיצונית לפני שחוזרים לעבר השמש, שם חלק ממנה בסופו של דבר על כדור הארץ, על פי מחקר חדש.

זרחן הוא אחד מששת המרכיבים העיקריים המרכיבים את גוף האדם, והוא אבן בניין הכרחי עבור אורגניזמים אחרים. עם זאת, שלא כמו מימן, חמצן, פחמן, חנקן וסידן, זרחן הוא נדיר. זה עוד יותר נדיר בשאר מערכת השמש.

אסטרוביולוגים עוקבים אחר זרחן, בתקווה שיוביל אותם לסימנים של חיים אחרים.

מטאוריטים רבים מכילים זרחן, ויודעים כיצד זרחן מופץ באמצעות מערכת השמש יכול לעזור למדענים לקבוע היכן המטאוריטים הגיעו, בהתאם לכמות וסוג הזרחן שהם מכילים.

"זרחן הוא אחד המרכיבים העיקריים בביולוגיה", אומר מתיו פאסק, אסטרוביולוג וגיאוכמאי באוניברסיטת דרום פלורידה.

בניגוד לרכיבים האחרים החיוניים לכל החיים, הזרחן נמצא בעיקר בצורת מוצק, ואילו מימן, חמצן וחנקן נמצאים לעתים קרובות כגז. "(לימוד זרחן) שומר אותנו מקורקע בפועל דגימות רוק קשה, בניגוד לאחרים, אין טופס ברור גז, ולכן צריך לבוא ממקורות רוק", אומר Pasek. "אנחנו מקווים לקשור את זה בסופו של דבר לביולוגיה ולחיים".

העיתון האחרון שלו בכתב העת המדעי איקרוס חוקר את התפלגות הזרחן הגזי (או "התנודתי") במערכת השמש הקדומה, ומה פירוש ההתפלגות הנוכחית של זרחן.

מן הקצה

זרחן נחשב ליבם של כוכבים מתפוצצים או סופרנובות. במקרה של מערכת השמש המוקדמת שלנו, כל דבר קרוב לשמש התאדה, מסביר פאסק. ואז, כשהאברים התרחקו מהשמש, הם נעשו קרים יותר והתחילו להתעבות למוצקים.

השאלה שמאחורי הנייר היתה: "אם הזרחן אינו מגיב ליצירת טמפרטורות גבוהות בטמפרטורות גבוהות אלה, אז אולי הוא יכול ליצור סוג אחר של מוצקים בקור", אומר פאסק.

גז הפוספין (PH 3) הוא השלב העיקרי נדיף של זרחן בטמפרטורות נמוכות. שתי קבוצות שונות הציעו כי פוספין יכול לשחק תפקיד פעיל בכימיה קרח על הקצוות החיצוניים של מערכת השמש.

העיתון של Pasek שואף לקבוע באיזו מהירות יגיב הזרחן עם מוצקים - "מהר מאוד", Pasek quips - ולאחר מכן כמה זמן זה ייקח להתקרר ולהיות נמשך בחזרה לסביבות חם. בסופו של דבר, המטרה היתה לקבוע את התפלגות של צורות זרחן נדיפים, כגון פוספין, וכיצד הם הופצו בכל מערכת השמש.

על פי המודל התיאורטי, אשר בשילוב תרמודינמיקה, שיעורי שבו זרחן מגיב עם מתכות, מודלים דיפוזיה גז, המחקר של Pasek מצא כי רוב הזרחן צריך להיות במצב מוצק בכל מקום במערכת השמש, על סטורן. "זרחן היה מדולדל כמו נדיף בכל מערכת השמש המתפתח, וצורות זרחן נדיפים היה מינימלי, אפילו באזורים הקרים של ערפילית השמש", נכתב בעיתון.

מטאוריטים וזרחן

זרחן צריך להתקיים גם בצורה הנקראת Schreibersite, שהוא מינרל המכיל ניקל, ברזל וזרחן, הוא אומר. "אנחנו מוצאים את זה במטאוריטים כל הזמן, ובצורה הכי קנטרית, זה מרמז שכל המטאוריטים שאנחנו אוספים, שיש להם כמות קטנה של פוספידים, חייבים להיווצר באזור זה

.

מחקר זה מרמז כי זרחן לכל החיים מגיע בצורת מוצק, ולא זרחן מן הקרח. "

מיכאיל זולוטוב, פרופסור למחקר באוניברסיטת אריזונה, המתמחה באלמנטים נדיפים על כוכבי לכת אחרים, מציין כי השפע ומין הזרחן עשויים להשפיע על הפעילות הביולוגית.

זה היה ברור ממחקרים קודמים של מטאוריטים כי זרחן הוא בעיקר נוכח מינרלים ולא גזים. "מודלים מוקדמים יותר עבור עיבוי של גז חם הרכב הרכב הצביע על היווצרות של מינרלים נושאות זרחן שנצפתה מטאוריטים", אומר זולוטוב.

הוא אמנם אומר שהנייר של פאסק הוא "פיסת עבודה הגונה", אבל זה מעורר חשש שתנועת הגז לעבר השמש, שלא היתה מעוצבת בעיתון, יכולה להיות מהירה יותר מהפיזור של הגז מהשמש. "נתונים מטאוריטים זמינים אינם מצביעים על דלדול זרחן הרחק מהשמש

.

(והשערה זו) נותרה להיות מאושרת על ידי נתונים מחומרים חיצוניים של מערכת השמש כגון שביטים ", הוא אומר.

עבור Pasek, השלב הבא במחקר זה הוא להתנסות עם פוספין במעבדה, ולהעביר אותו לתחום מעשי יותר. "אנחנו הולכים לקחת חלקי מתכת ולחשוף אותם לגז נוזל זרחן ולראות כמה זמן לוקח לעשות את הסלעים האלה", הוא אומר. לאחר מכן הוא יהיה להאכיל את הנתונים בחזרה לתוך המודלים שלו.

menu
menu