Koolstofvoetbal met proton waarschijnlijk meest voorkomend in de ruimte

Vragen, theorieën, ontdekkingen e,d, op het gebied van wiskunde, natuurkunde en chemie horen hier thuis.
Plaats reactie
Gebruikersavatar
univers
Observer
Berichten: 33354
Lid geworden op: 27 jan 2013, 11:10

Wetenschappers vinden een plek op aarde waar geen leven is

Bericht door univers » 25 nov 2019, 22:41

Afbeelding
Hyperzuur, hypersaline en hete vijvers in het geothermische veld van Dallol (Ethiopië). Ondanks de aanwezigheid van vloeibaar water, laat dit multi-extreme systeem de ontwikkeling van leven niet toe, volgens een nieuwe studie. De geelgroene kleur is te wijten aan de aanwezigheid van gereduceerd ijzer / Puri López-García

Het helse landschap van Dallol, gelegen in de Ethiopische depressie van Danakil, strekt zich uit over een vulkanische krater vol zout, waar giftige gassen uitkomen en water kookt te midden van intense hydrothermische activiteit. Het is een van de meest verzengende omgevingen op aarde. Daar kunnen de dagelijkse temperaturen in de winter hoger zijn dan 45 ° C en zijn er overvloedige hypersaline- en hyperzuurpoelen, met pH-waarden die zelfs negatief zijn.

Er is geen microbieel leven in de hypersaline, hete en hyperzuur pools van het geothermische veld van Dallol

Een recente studie , gepubliceerd dit jaar, wees erop dat bepaalde micro-organismen zich kunnen ontwikkelen in deze multi-extreme omgeving (tegelijkertijd erg heet, zout en zuur), waardoor de auteurs deze plek hebben gepresenteerd als een voorbeeld van de grenzen die het leven kan ondersteunen , en zelfs om het voor te stellen als een terrestrische analoog van de vroege Mars.

Nu heeft een Frans-Spaans team van wetenschappers onder leiding van bioloog Purificación Lopez Garcia van het Franse Nationale Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek (CNRS) echter een artikel gepubliceerd in Nature Ecology & Evolution dat anders concludeert. Volgens deze onderzoekers is er geen leven in de multi-extreme vijvers van Dallol.

“Na het analyseren van veel meer monsters dan in eerdere werken, met adequate controles om ze niet te besmetten en een goed gekalibreerde methodologie, hebben we geverifieerd dat er geen microbieel leven is in deze zoute, hete en hyperzuurbaden of in de aangrenzende magnesiumrijke pekelmeren ”, benadrukt López García.

Afbeelding
Meten van de temperatuur van hydrothermische vloeistoffen onder zure gassen in actieve schoorstenen. / Puri López-García

"Wat er wel bestaat, is een grote diversiteit aan halofiele archaea (een soort primitieve zoutminnende micro-organismen) in de woestijn en de zoute canyons rond de hydrothermische site," legt de bioloog uit, "maar noch in de hyperzuur- en hypersalinepoelen zelf, noch in de zogenaamde zwarte en gele meren van Dallol, waar magnesium in overvloed aanwezig is. En dit alles ondanks het feit dat de microbiële verspreiding in dit gebied, door de wind en door menselijke bezoekers, intens is. "

Hetzelfde resultaat met verschillende methoden

Dit wordt bevestigd door de resultaten van alle verschillende methoden die door het team worden gebruikt, inclusief de massale sequentiebepaling van genetische markers om micro-organismen te detecteren en te classificeren, microbiële kweekpogingen, fluorescerende flowcytometrie om individuele cellen te identificeren, chemische analyse van pekel en gecombineerde scanning-elektronenmicroscopie met röntgenspectroscopie.

López García waarschuwt dat sommige silicarijke Dallol-mineraalprecipitaten eruit kunnen zien als microbiële cellen onder een microscoop, dus wat wordt gezien moet goed worden geanalyseerd: “In andere onderzoeken, afgezien van de mogelijke besmetting van monsters met archaea uit aangrenzende landen, zijn deze minerale deeltjes kunnen zijn geïnterpreteerd als gefossiliseerde cellen, terwijl ze zich in werkelijkheid spontaan in de pekel vormen, ook al is er geen leven. "

Afbeelding
Microbiële cellen (links) kunnen gemakkelijk worden verward met siliciumrijke minerale neerslagen (rechts). / Puri López-García

Volgens de auteurs 'helpt dit werk de grenzen van de bewoonbaarheid te omschrijven en vereist het voorzichtigheid bij het interpreteren van morfologische bio-handtekeningen op aarde en daarbuiten', dat wil zeggen dat men niet moet vertrouwen op het schijnbaar cellulaire of 'biologische' aspect van een structuur, omdat het een abiotische oorsprong zou kunnen hebben.

De aanwezigheid van vloeibaar water op een planeet betekent niet direct dat het leven heeft

"Bovendien presenteert ons onderzoek bewijs dat er plaatsen op het aardoppervlak zijn, zoals de Dallol-pools, die steriel zijn, hoewel ze vloeibaar water bevatten", benadrukt Lopez Garcia. Dit betekent dat de aanwezigheid van vloeibaar water op een planeet, die vaak wordt gebruikt als een bewoonbaarheidscriterium, niet direct betekent dat het leven heeft.

In dit geval hebben de onderzoekers twee fysisch-chemische barrières gevonden die de aanwezigheid van levende organismen in vijvers voorkomen: de overvloed aan chaotrope magnesiumzouten (een middel dat waterstofbruggen breekt en biomoleculen denatureert) en de gelijktijdige samenvloeiing van hypersaline, hyperzuur en hoog -temperatuurvoorwaarden.

"We zouden niet verwachten dat we levensvormen in vergelijkbare omgevingen op andere planeten vinden, althans niet gebaseerd op een biochemie die vergelijkbaar is met terrestrische biochemie," merkt Lopez Garcia op, die erop aandringt om meerdere indicaties te hebben om alle soorten alternatieven te analyseren en om zeer voorzichtig te zijn met interpretaties alvorens conclusies te trekken in de astrobiologie.

Zowel de Frans-Spaanse groep, waaraan onderzoekers van het Geologisch en Mijninstituut van Spanje als de Autonome Universiteit van Madrid deelnemen, en andere internationale teams blijven de extreme omgeving van Dallol onderzoeken, waar volledig steriele pools elkaar met iets beter konden afwisselen biofysische aandoeningen die de aanwezigheid van archaea en andere extremofiele micro-organismen mogelijk maken. In elk geval is dit een uitzonderlijke omgeving om de grenzen van het leven te blijven bestuderen.

Afbeelding
Kleurrijke hyperzuur en hypersline hydrothermale vijvers op het geothermische veld van Dallol. / Puri López-García

https://www.agenciasinc.es/en/News/Scie ... is-no-life
Een mens is net een open boek, je moet het enkel kunnen lezen.

Gebruikersavatar
univers
Observer
Berichten: 33354
Lid geworden op: 27 jan 2013, 11:10

Koolstofvoetbal met proton waarschijnlijk meest voorkomend in de ruimte

Bericht door univers » 26 nov 2019, 08:52

Het is een van de meest gangbare vormen van koolstof in de ruimte: C60, een voetbalvormig koolstofmolecuul, maar dan wel met één proton eraan vast. Dit is aangetoond door onderzoekers van de Radboud Universiteit, die er voor het eerst in geslaagd zijn de lichtabsorptie van dit molecuul te meten. Deze kennis zou ons uiteindelijk meer kunnen leren over de vorming van planeten. Ze publiceren hun bevindingen op 25 november in Nature Astronomy.

‘Bijna alles wat aan het iconische C60-molecuul – ook wel moleculaire voetbal, ‘buckminsterfullerene’ of ‘buckyball’ - gemeten kan worden, was al gemeten’, zegt Jos Oomens, hoogleraar Molecular structure and dynamics. En toch is hij er samen met collega’s in geslaagd om iets nieuws te meten: de lichtabsorptie van het molecuul in zijn geprotoneerde vorm, C60H+.

‘Hiermee hebben we kunnen aantonen dat het waarschijnlijk veel voorkomt in interstellaire wolken, maar geeft tegelijkertijd ook een schoolvoorbeeld van de rol van symmetrie in de molecuulfysica’, aldus Oomens.

Afbeelding

Koolstofvoetbal in de ruimte
Toen astronoom Harry Kroto het in 1985 ontdekte, voorspelde hij dat deze nieuwe vorm van koolstof door zijn stabiliteit in het heelal veel zou kunnen voorkomen. C60 bestaat uit 60 koolstofatomen in de vorm van een voetbal, en heeft de hoogst mogelijke symmetrie in de molecuulfysica. In de afgelopen 10 jaar is C60 inderdaad waargenomen in een groot aantal interstellaire wolken.

Het is voor astronomen belangrijk om te weten wat de chemische samenstelling is van interstellaire wolken, omdat hieruit nieuwe sterren en planeten gevormd worden, waaronder ook ons eigen zonnestelsel. Met meer kennis over welke moleculen er in deze stofwolken voorkomen, krijgen we uiteindelijk meer inzicht in hoe onze aarde is gevormd. C60 behoort tot de meest complexe moleculen die tot op heden zijn geïdentificeerd in deze wolken.

Maar Kroto voorspelde ook dat niet C60 maar eerder de geprotoneerde versie van dit molecuul het meest moet voorkomen in de ruimte. De onderzoekers hebben nu voor het eerst laten zien dat dit inderdaad zo zou kunnen zijn. ‘Toen we de infrarode spectra die uitgezonden worden door interstellaire wolken over ons lichtspectrum van geprotoneerd C60 legden, kwamen die heel nauwkeurig overeen’, aldus Oomens.

Een andere kleur door verlies van symmetrie
Bij geprotoneerd C60 zit er een proton (H+) gebonden aan de buitenkant van de voetbal, waardoor het molecuul zijn perfecte symmetrie verliest. ‘We laten zien dat geprotoneerd C60 daardoor veel meer kleuren licht absorbeert dan het “gewone C60”. Eigenlijk kun je zeggen dat C60H+ een heel andere kleur heeft dan het C60-molecuul, weliswaar in het infrarood. Dit effect is welbekend in de molecuulfysica, en wordt door het nieuwe spectrum dus mooi aangetoond.’

Wetenschappers waren er nog nooit eerder in geslaagd het lichtabsorptiespectrum van geprotoneerd C60 te meten. Doordat de moleculen elkaar door hun lading afstoten, is het moeilijk om een voldoende hoge dichtheid te krijgen die nodig is om een absorptiespectrum te meten. ‘We hebben met het laserlicht uit het FELIX laboratorium een trucje kunnen doen waarmee dit wel gelukt is. Door het licht van FELIX te combineren met een massaspectrometer, valt C60H+ uit elkaar en kunnen we vervolgens de gefragmenteerde ionen detecteren, in plaats van de directe lichtabsorptie te meten.’

https://www.ru.nl/nieuws-agenda/nieuws/ ... ijk-meest/
Een mens is net een open boek, je moet het enkel kunnen lezen.

Plaats reactie