Учёные обнаружили множество азотсодержащих органических соединений на поверхности образцов лунного грунта, доставленных китайскими миссиями «Чанъэ-5» и «Чанъэ-6». Эти находки предоставляют новые данные об эволюции органического вещества в Солнечной системе.
Исследование, проведённое Институтом геологии и геофизики Китайской академии наук совместно с международными коллегами, показало, что Луна хранит информацию о доставке и трансформации органических материалов в космосе.
В ранней Солнечной системе астероиды и кометы играли роль «космических курьеров», доставляя органические вещества и элементы, связанные с жизнью, такие как углерод, азот, кислород, фосфор и сера, на планеты земной группы. Хотя эти материалы могли способствовать зарождению жизни на Земле, активная геология и биологические процессы планеты стёрли большинство записей ранних этапов. В отличие от Земли, Луна с её относительно неактивной геологией действует как «капсула времени», сохраняя доказательства доставки внеземного органического вещества и его последующей эволюции.
Ранее исследования образцов, доставленных на Землю в рамках миссий программы «Аполлон», подтвердили наличие углерода и азота в лунном грунте, но состав и происхождение азотсодержащих органических соединений оставались неясными. В новом исследовании учёные провели анализ частиц реголита с использованием передовых методов микроскопии и спектроскопии для изучения их структуры, химических связей, функциональных групп и изотопного состава.
Результаты показали, что органическое вещество в реголите существует в трёх основных формах: гранулярной, прикреплённой и инкапсулированной. Эти формы варьируются от субмикронного до микронного масштаба и часто смешаны с обычными лунными минералами. Химически материалы состоят в основном из углерода, азота и кислорода, с преимущественно аморфной структурой. Некоторые образцы также содержат амидные функциональные группы, что указывает на сложную химическую переработку органики.
Изотопный анализ показал, что водород, углерод и азот в этих органических веществах легче, чем в углеродистых хондритах и образцах астероидов. Это соответствует процессам, вызванным ударами, таким как испарение, конденсация и повторное осаждение. Данные предполагают, что при ударах астероидов и комет о поверхность Луны органические материалы не только осаждаются, но и разлагаются, мигрируют и рекомбинируют в новые соединения.
Впервые учёные обнаружили следы воздействия солнечного ветра на лунное органическое вещество. Некоторые органические соединения, связанные с поверхностью, показывают вариации изотопов водорода и соотношения водорода к углероду вблизи открытых участков, что указывает на длительное воздействие солнечного излучения. Эти «отпечатки» исключают возможность земного загрязнения.
Исследование описывает непрерывный путь эволюции лунного органического вещества — от доставки до трансформации, вызванной ударами, и космического выветривания. Эти данные станут частью новой главы истории транспортировки органики в ранней Солнечной системе и поддерживают сценарии будущих миссий Китая по доставке образцов из глубокого космоса.