Sebagian besar nitrogen bumi, elemen penting bagi kehidupan, diperoleh secara lokal

Konsepsi seorang seniman menunjukkan piringan debu dan gas protoplanet di sekitar bintang muda. Penelitian baru dari Universitas Rice menunjukkan bahwa nitrogen bumi berasal dari bagian dalam dan luar cakram yang membentuk tata surya kita, bertentangan dengan teori sebelumnya. Kredit: NASA / JPL-Caltech

Sebuah studi yang dipimpin oleh beras menunjukkan dua asal yang berbeda dari elemen penting untuk kehidupan di planet saat ini.

Dari mana asal nitrogen bumi? Ilmuwan di Universitas Rice menunjukkan bahwa sumber utama elemen penting bagi kehidupan ada di dekat rumah.

Tanda tangan nitrogen isotop pada meteorit besi mengungkapkan bahwa Bumi mungkin mengumpulkan nitrogennya tidak hanya dari wilayah luar. Jupiterorbit tetapi juga dari debu piringan protoplanet bagian dalam.

Nitrogen adalah elemen yang mudah menguap yang, seperti karbon, hidrogen, dan oksigen, memungkinkan kehidupan di Bumi. Mengetahui sumbernya menawarkan petunjuk tidak hanya tentang bagaimana planet berbatu terbentuk di bagian dalam tata surya kita, tetapi juga tentang dinamika cakram protoplanet jarak jauh.

Damanveer Grewal dan Rajdeep Dasgupta

Damanveer Grewal, seorang mahasiswa pascasarjana di Rice University dan penulis utama, duduk bersama anggota fakultas Rajdeep Dasgupta, melakukan studi tentang komposisi isotop nitrogen dari meteorit besi untuk menunjukkan unsur-unsur yang mudah menguap yang tersimpan di Bumi dan planet berbatu lainnya di tata surya pertama yang memiliki lebih dari satu sumber. Kredit: Jeff Fitlow / Universitas Rice

Studi yang dilakukan oleh Damanveer Grewal, seorang mahasiswa pascasarjana dan penulis utama Rice, seorang anggota Fakultas Padi Rajdeep Dasgupta dan ahli geokimia Bernard Marty di Universitas Lorraine, Prancis, muncul di Astronomi Alam.

Karyanya membantu menyelesaikan perdebatan yang berlarut-larut tentang asal-usul elemen volatil yang penting bagi kehidupan di Bumi dan benda berbatu lainnya di tata surya.

“Para peneliti selalu berpikir bahwa bagian dalam tata surya, dalam orbit Jupiter, terlalu panas untuk nitrogen dan elemen volatil lainnya untuk mengembun sebagai padatan, yang berarti bahwa elemen volatil di disk bagian dalam berada dalam fase gas,” kata Grewal .

Karena benih planet berbatu saat ini, juga dikenal sebagai protoplanet, tumbuh di cakram bagian dalam dengan bertambahnya debu yang berasal dari lokal, ia mengatakan bahwa mereka tampaknya tidak mengandung nitrogen atau zat volatil lainnya, yang perlu dikirim dari tata surya luar. . Studi sebelumnya oleh tim menunjukkan bahwa banyak dari bahan kaya volatil ini mencapai Bumi melalui tabrakan yang membentuk bulan.

Tetapi bukti baru dengan jelas menunjukkan bahwa hanya sebagian dari nitrogen planet yang berasal dari luar Yupiter.

Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan telah menganalisis elemen non-volatil dalam meteorit, termasuk meteorit besi yang kadang-kadang jatuh ke Bumi, untuk menunjukkan bahwa debu dari tata surya dalam dan luar memiliki komposisi isotop yang sangat berbeda.

“Ide tentang simpanan terpisah ini hanya dikembangkan untuk item yang tidak mudah menguap,” kata Grewal. “Kami ingin melihat apakah ini juga berlaku untuk elemen volatil. Jika demikian, ini dapat digunakan untuk menentukan dari reservoir mana burung di planet berbatu saat ini berasal.

Meteorit besi adalah sisa-sisa inti protoplanet yang terbentuk pada waktu yang sama dengan benih planet berbatu saat ini, menjadi karakter pengganti yang digunakan penulis untuk menguji hipotesis mereka.

Para peneliti menemukan tanda isotop yang berbeda dari nitrogen dalam debu yang menghiasi protoplanet dalam sekitar 300.000 tahun setelah pembentukan tata surya. Semua meteorit besi di cakram bagian dalam mengandung isotop nitrogen-15 dengan konsentrasi lebih rendah, sedangkan di cakram luar kaya akan nitrogen-15.

Hal ini menunjukkan bahwa dalam jutaan tahun pertama, cakram protoplanet terbelah menjadi dua reservoir, bagian luar yang kaya akan isotop nitrogen-15 dan bagian dalam yang kaya nitrogen-14.

Disk protoplanet surya terbelah menjadi dua reservoir

Cakram protoplanet matahari terbagi menjadi dua reservoir, dengan bahan dari tata surya bagian dalam yang memiliki konsentrasi nitrogen-15 lebih rendah dan bahan dari tata surya luar yang kaya akan nitrogen-15. Komposisi isotop nitrogen bumi berada di antara keduanya, menurut sebuah studi baru dari Universitas Rice yang menunjukkan bahwa isotop tersebut berasal dari dua reservoir. Kredit: Ilustrasi oleh Amrita P. Vyas

“Pekerjaan kami benar-benar mengubah narasi saat ini,” kata Grewal. “Kami menunjukkan bahwa unsur-unsur yang mudah menguap hadir dalam debu cakram bagian dalam, kemungkinan dalam bentuk produk organik tahan api, sejak awal. Artinya, bertentangan dengan pemahaman saat ini, benih planet berbatu saat ini (termasuk Bumi) tidak bebas dari volatil.

Dasgupta mengatakan temuan itu penting bagi mereka yang mempelajari potensi kelayakhunian exoplanet, topik yang sangat menarik baginya sebagai peneliti utama di CLEVER Planets, NASAProyek kolaboratif yang didanai yang mengeksplorasi bagaimana elemen-elemen penting kehidupan dapat berkumpul di exoplanet yang jauh.

“Setidaknya untuk planet kita sendiri, sekarang kita tahu bahwa seluruh anggaran nitrogen tidak hanya berasal dari material di luar tata surya,” kata Dasgupta, profesor ilmu bumi, lingkungan, dan planet, Maurice Ewing dari Rice.

“Bahkan jika cakram protoplanet lain tidak memiliki jenis migrasi planet raksasa yang menghasilkan infiltrasi bahan kaya volatil dari wilayah luar, planet berbatu bagian dalam yang paling dekat dengan bintang dapat memperoleh volatil dari zona tetangga mereka,” katanya. .

Referensi: “Asal mula nitrogen yang sangat berbeda secara isotop di protoplanet tata surya bagian dalam” oleh Damanveer S. Grewal, Rajdeep Dasgupta dan Bernard Marty, 21 Januari 2021, Astronomi Alam.

NASA FINESST Fellowship, hibah dari Direktorat Misi Sains NASA untuk mendukung CLEVER Planets, Dewan Riset Eropa, dan Lodieska Stockbridge Vaughan Fellowship dari Rice mendukung penelitian tersebut.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Topan Super Surigae menyulut Pasifik

19 April 2021 Topan super mencapai intensitas ekstrem setahun lebih banyak daripada badai era satelit mana pun. Surigae tidak akan mendarat, tetapi topan yang muncul di...

Mekanisme fotoenzim kunci yang diuraikan

Kesan artis tentang katalisis enzimatik yang diusulkan dalam mekanisme fotodekarboksilase asam lemak (Sains 2021). Kredit: Damien Sorigué Pengoperasian enzim FAP, yang berguna untuk memproduksi...

DOE Mendorong Investasi A.S. yang Agresif dalam Energy Fusion

Sinar laser energi tinggi NIF berkumpul di target di tengah kamera target. Keberhasilan mendapatkan penyalaan fusi akan menjadi langkah maju yang besar dalam...

Fisikawan menciptakan bit kuantum yang dapat mencari materi gelap

Sebuah qubit (persegi panjang kecil) dipasang pada tingkat kebiruan, yang berada di atas jari untuk menunjukkan skala. Ilmuwan di Farmland Universitas Chicago menggunakan...

Ahli paleontologi memperkirakan bahwa 2,5 miliar T. rex menjelajahi Bumi selama periode Kapur

Untuk semua mereka yang terlambatKapur Menurut sebuah studi baru, jumlah total tyrannosaurus yang pernah hidup di Bumi adalah sekitar 2,5 miliar individu, di mana...

Newsletter

Subscribe to stay updated.