NASA研究：穿透新泽西屋顶的原始陨石揭示远古小行星盐水与生命构建模块
精选图片： NASA/JSC提供的希尔斯伯勒陨石抛光切片图像，显示嵌入CM2基质中的C1碎屑；来源：NASA/JSC
2024年7月，一颗穿透新泽西州一民宅屋顶的陨石被证明是有史以来回收的科学价值最高的太空岩石之一，它保存了45亿多年前在小行星中流动的远古盐水的证据，以及可能为地球播下生命种子的复杂有机分子混合物。
7月15日发表在《科学进展》（Science Advances）上的一项由31位作者参与的NASA研究表明，希尔斯伯勒陨石含有微小的裂缝，其中充满了母小行星上古老的含盐盐水留下的富含钠的物质。这是首次在CM型碳质球粒陨石中发现与盐水相关的碳酸钠盐，填补了从小行星贝努（Bennu）和龙宫（Ryugu）返回的样本与坠落地球的陨石之间的空白。
“这些互补的研究正在帮助科学家构建迄今为止最清晰的图景之一，展示像厄里戈涅小行星这样的原始小行星在数十亿年间如何发生化学演化，”主要作者、NASA艾姆斯研究中心的彼得·詹尼斯肯斯（Peter Jenniskens）表示。
幸运坠落与快速回收
2024年7月16日，一颗白昼火球照亮了纽约都会区的天空。小行星碎片撞击了新泽西州希尔斯伯勒，其中一块穿透了一处住宅屋顶。关键是，房主是一名业余天文学家，立即认出这是坠落的岩石，戴上防护手套处理，并将碎片保存在铝箔和玻璃罐中。这种快速回收保存了那些在暴露于地球空气数小时内就会降解的脆弱矿物和有机化合物。
“多亏了房主的快速反应，这些是我们所知道的最原始的CM1/2陨石，”詹尼斯肯斯说。
这颗被分类为CM1/2碳质球粒陨石的陨石总重约1.35千克。这是历史上仅有的第二次观测到这种罕见蚀变类型的坠落。其轨迹被追溯到内小行星带，可能属于厄里戈涅小行星族，该家族包括NASA露西任务于2025年访问的唐纳德约翰逊小行星。
陨石的揭示
NASA团队发现，希尔斯伯勒陨石是一种角砾岩（由其他岩石碎片组成的岩石），含有95%至98%的CM2碎屑（中度蚀变）以及罕见的CM1碎屑（完全水蚀变）。正是这些CM1碎屑蕴含着科学宝藏。
富含钠的盐水： CM1碎屑含有超过5%（按重量计）的氧化钠，而普通CM球粒陨石中仅为0.09%至0.36%。钠集中在白云石晶体的裂缝中，被解释为母小行星在零下15摄氏度以下的温度下流动的晚期富含盐分的盐水的证据。
“这是我们首次在CM型小行星中发现这类盐水的证据，”研究小组报告称。这些盐类与从小行星贝努（NASA的OSIRIS-REx任务返回）和龙宫（JAXA的隼鸟2号任务返回）的样本中发现的盐类非常相似，表明盐水驱动的化学蚀变并非某一类小行星所独有，而是在早期太阳系中广泛存在。
“这颗陨石中盐分最丰富的碎屑与隼鸟2号和OSIRIS-REx任务返回的样本非常相似，”合著者、NASA约翰逊航天中心的迈克·佐伦斯基（Mike Zolensky）说。”它们并不完全相同。它们在一些非常有趣的方面有所不同，但它们经历了非常相似的过程。”
复杂的有机化学： 希尔斯伯勒陨石还含有丰富的氨基酸（从C2到C11链）、羧酸和有机金属化合物，可与传奇的默奇森陨石相媲美。氨基酸的复杂分布可能是在母小行星内部，在盐水化学的辅助下形成的。
“当我分析希尔斯伯勒陨石的一小块碎片时，最大的惊喜之一是氨基酸和其他有机化合物的复杂性，”合著者、NASA戈达德太空飞行中心天体生物学分析实验室的丹尼·格拉文（Danny Glavin）说。”这进一步证明了生命的化学构建模块可以通过这些碳质小行星碎片传递到地球，而且至今仍在传递。”
早期太阳系的窗口
希尔斯伯勒陨石为贝努和龙宫的物质提供了独特的原始地球基对比样本，帮助行星科学家理解原始小行星上化学环境的全貌。零度以下的盐水的存在表明，液态水在内太阳系小行星表面之下存在并流动，运输元素并产生生命的化学前体。
“如果你在太阳系中追寻水的踪迹，你实际上是在追寻生命，”佐伦斯基说。”追寻水在太阳系中的历史是理解生命起源的重要组成部分。”
这项研究以开放获取形式发表在《科学进展》（第12卷，第29期），代表了涉及NASA艾姆斯研究中心、约翰逊航天中心、戈达德太空飞行中心、SETI研究所、苏黎世联邦理工学院、斯坦福大学以及国际合作伙伴的多学科努力。它将火球轨迹重建、雷达数据、电子显微镜、同位素地球化学、稀有气体分析和有机化学结合起来，为单一岩石及其母体提供了全面的描述。
婷 翻译