Wasser auf Asteroiden war notwendig: Studie zur Entstehung organischer Moleküle

Wenn Wissenschaftler Meteoriten untersuchen, ist das fast so wie eine Reise mit einer Zeitmaschine in die Vergangenheit. Die Forscher erhalten Aufschlüsse über die Entstehung unseres Sonnensystems vor viereinhalb Milliarden Jahren – und auch Erkenntnisse darüber, wie die Voraussetzungen dafür geschaffen wurden, dass Leben auf der Erde entstehen konnte.

Wissenschaftler um Dr. Christian Vollmer vom Institut für Mineralogie der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) haben nun erstmals direkte Hinweise darauf gefunden, dass schon im frühen Sonnensystem chemische Reaktionen, die aus ursprünglichen organischen Molekülen neue Verbindungen entstehen ließen, in Flüssigkeiten – präziser: in wässrigen Fluiden – stattfanden.

Die Ergebnisse sind in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins „Proceedings of the National Academy of Sciences“ veröffentlicht. Bei den Analysen kam – zum ersten Mal bei der untersuchten Art von Proben – ein besonderes hochauflösendes Elektronenmikroskop zum Einsatz, das für die Analyse kohlenstoffreicher Proben besonders gut geeignet ist.

Einfache organische Moleküle finden sich in kohlenstoffreichen Meteoriten, sogenannten kohligen Chondriten, und in interplanetaren Staubpartikeln von Kometen, die man in der irdischen Stratosphäre auffangen kann. Diese Moleküle stammen aus der Anfangszeit des Sonnensystems und sind nahezu unverändert erhalten geblieben.

„Unsere Analysen haben jetzt gezeigt, dass diese einfachen organischen Moleküle gar nicht so ursprünglich sind, wie wir dachten“, erklärt Christian Vollmer. „Sie wurden bereits in einer frühen Phase unseres Sonnensystems durch chemische Reaktionen in wässrigen Fluiden auf den Asteroiden, den Meteoriten-Mutterkörpern, verändert.“

Die Wissenschaftler verglichen organische Moleküle von Meteoriten, also Asteroiden-Material, das auf die Erde gelangt ist, und Kometenpartikeln. Dabei fanden sie heraus, dass das Kometen-Material weniger ringförmige – sogenannte aromatische – Kohlenstoff-Verbindungen enthält als das Meteoriten-Material und somit überwiegend unveränderte organische Moleküle aufweist.

Die vielen aromatischen Kohlenstoffverbindungen im Meteoriten-Material sind durch chemische Reaktionen bei niedrigen Temperaturen in einer stickstoffhaltigen, wässrigen Umgebung auf dem Asteroiden entstanden.

„Die organischen Verbindungen, um die es hier geht, sind zwar noch weit von den komplexen Biomolekülen entfernt, die es auf der Erde gibt“, erklärt Christian Vollmer. „Sie waren aber für die Entstehung des Lebens wichtig. Interessant ist: Damit sich diese Verbindungen bilden konnten, war die Anwesenheit von Wasser auf den Asteroiden notwendig. Bislang hatten wir im Zusammenhang mit der Entstehung des Lebens vor allem das Wasser auf der Erde im Blick, aber offensichtlich spielte es auch schon zu den Anfangszeiten unseres Sonnensystems eine Rolle.“

Originalpublikation:

Vollmer C. et al. (2014): Fluid-induced organic synthesis in the solar nebula recorded in extraterrestrial dust from meteorites. PNAS, published ahead of print October 6, 2014, doi:10.1073/pnas.1408206111

http://www.uni-muenster.de/Mineralogie/personen/vollmer.html Dr. Christian Vollmer an der WWU
http://www.pnas.org/content/early/2014/10/02/1408206111.abstract?sid=8831a134-8a… Link zur Originalpublikation