两颗陨石提供了对外太空的详细观察

如果你见过流星，你可能真的见过一颗流星正在飞向地球。落在此处的陨石被称为陨石，可用于回顾过去、探索外太空的遥远角落或生命最早的基石。今天，科学家报告了对两块陨石的有机物质进行的一些最详细的分析。他们已经确定了数以万计的分子“拼图”，其中包括比他们预期的更多的氧原子。

研究人员将在化学学会 (ACS) 的春季会议上展示他们的研究结果。ACS 2023 年春季会议是一场混合会议，将于 3 月 26 日至 30 日以虚拟方式和现场方式举行，会上有超过 10,000 场关于广泛科学主题的演讲。

此前，由 Alan Marshall 博士领导的团队研究了地球上发现的有机材料的复杂混合物，包括石油。但现在，他们正将注意力转向天空——或从天空坠落的东西。他们的超高分辨率质谱 (MS) 技术开始揭示有关宇宙的新信息，并可能最终为了解生命本身的起源提供一个窗口。

“这项分析让我们了解那里有什么，以及我们作为‘太空’物种前进时将遇到什么，”在会上介绍这项工作的研究生约瑟夫·弗莱-琼斯说。Marshall 和 Frye-Jones 都在佛罗里达州立大学和国家强磁场实验室工作。

每年都有成千上万的陨石坠落地球，但只有少数是“碳质球粒陨石”，这是一种含有最多有机物质或含碳物质的太空岩石。最著名的陨石之一是“默奇森”陨石，它于 1969 年坠落在澳大利亚，此后得到了广泛研究。一个较新的条目是相对未开发的“Aguas Zarcas”，它于 2019 年在哥斯达黎加坠落，碎片掉到地上时冲破了后门廊，甚至冲破了狗窝。通过了解这些陨石的有机构成，研究人员可以获得有关岩石形成的地点和时间以及它们在太空旅行中遇到了什么的信息。

为了弄清陨石上复杂的分子结构，科学家们求助于 MS。这种技术将样品炸成微小的颗粒，然后基本上报告每个颗粒的质量，以峰值表示。通过分析峰的集合或光谱，科学家可以了解原始样本中的成分。但在许多情况下，光谱的分辨率仅足以确认已经假定存在的化合物的存在，而不是提供有关未知成分的信息。

这就是傅里叶变换离子回旋共振 (FT-ICR) 质谱的用武之地，它也被称为“超高分辨率”质谱。它可以以非常高的分辨率和准确性分析极其复杂的混合物。它特别适合分析混合物，如石油或从陨石中提取的复杂有机材料。Frye-Jones 说：“有了这台仪器，我们真的有决心查看多种样品中的所有东西。”

研究人员从 Murchison 和 Aguas Zarcas 陨石的样本中提取了有机物质，然后用​​超高分辨率 MS 对其进行了分析。他们不是一次只分析一类特定的分子，例如氨基酸，而是选择一次查看所有可溶性有机物质。这为团队提供了超过 30,000 个峰供每个陨石分析，其中超过 60% 可以被赋予独特的分子式。Frye-Jones 说，这些结果代表了对 Aguas Zarcas 陨石的首次此类分析，也是对 Murchison 陨石的最高分辨率分析。事实上，该团队发现的分子式几乎是之前报道的较旧陨石分子式的两倍。

一旦确定，数据就会根据各种特征分为不同的组，例如它们是否包含氧或硫，或者它们是否可能包含环结构或双键。他们惊讶地发现化合物中含有大量的氧。“你不会认为含氧有机物是陨石的重要组成部分，”马歇尔解释道。

接下来，研究人员将把注意力转向两个更为珍贵的样本：分别来自 1969 年和 1971 年阿波罗 12 号和 14 号任务的几克月球尘埃。这些样品早于 Marshall 在 1970 年代早期发明 FT-ICR MS。从那以后的几十年里，仪器已经取得了长足的进步，现在已经完全准备好分析这些粉末。该团队很快会将陨石分析的结果与从月球样本中获得的数据进行比较，希望了解更多关于月球表面来源的信息。“是陨石吗?太阳辐射?我们应该能够很快阐明这一点，”马歇尔说。

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