მოწინავე ტექნოლოგიებმა მეცნიერებს ბოლოსდაბოლოს მისცა შესაძლებლობა გაეზომათ ჩვენს ატმოსფეროში არსებული აზოტის მოლეკულების იშვიათი ფორმების ოდენობა, რაც არც თუ ისე იშვიათი აღმოჩნდა, როგორც გვეგონა.
საკვირველი შედეგები რაღაცას გვეუბნება არა მხოლოდ ჩვენი ზედა ატმოსფეროს ქიმიური შემადგენლობის შესახებ, არამედ შეიძლება ხელში ჩაგვიგდოს ის ხელწერაც, რომელიც შესაძლოა გამოგვადგეს სხვა პლანეტათა სიცოცხლის პოტენციალის განსაზღრისთვის.
მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენი ატმოსფეროს დიდება მხოლოდ მის ჟანგბადზე მოდის, სინამდვილეში, იგი სავსეა ძველი აზოტით, რომელიც ჩვენი ყოველი ჩასუნთქვის თითქმის 80 პროცენტს შეადგენს.
ამ მოლეკულების ატომთა უმეტესობის ატომური მასა 14-ია. მაგრამ აზოტის ატომთა ერთ პროცენტზე ნაკლების მასა სინამდვილეში ოდნავ მეტია, რადგან დამატებითი ნეიტრონი მათ გარდაქმნის იზოტოპად, რომელსაც 15N-ს უწოდებენ.
ეს ორი იზოტოპი კომბინირდება აზოტის გაზის ერთ მოლეკულაში და წარმოქმნის 15N15N-ს. სწორედ ეს ხდის მათ ასე შვიათს, მაგრამ ბოლო დრომდე დადასტურებით არავინ იცოდა, რამდენად ხშირი იყო ასეთი კავშირი.
მასის სპექტრომეტრის საშუალებით ჰაერის გაცრისას, დადგინდა, რომ მსგავს ატმოსფერულ ქიმიურ ნაერთს, რომელსაც აზოტის ოქსიდს უწოდებენ (NO), ატომური მასა ასევე 30 აქვს. მასის სპექტრომეტრი არის მოწყობილობა, რომელიც მოლეკულებს ალაგებს მათი მუხტისა და მასის თანაფარდობის მიხედვით.
სინამდვილეში, განსხვავება ამ ორ ქიმიკატს შორის ძლივს აღწევს ნეიტრონის მასის ერთ-მეათასედს.
აზოტის ოქსიდი, რომელიც ჰაერის საკმაოდ გავრცელებული დამაბინძურებელია და ასევე გამოიყოფა მრავალი გეოქიმიური რეაქციისას — შეადგენს ატმოსფეროს ძალიან მცირე ნაწილს. მაგრამ იგი საკმარისია, რათა დაფაროს 15N15N-ის მოლეკულების ნებისმიერი მონაცემები.
თუმცა ამჯერად, სუპერთანამედროვე ინსტრუმენტის წყალობით, რომელმაც ეს განსხვავება დააფიქსირა, ლოს-ანჯელესის კალიფორნიის უნივერსიტეტის (UCLA) მკვლევრებმა აღმოაჩინეს, რომ აზოტის ეს მძიმე ფორმა მართლაც საკმაოდ ბევრი არსებობს. კონკრეტულად, ორი პროცენტით მეტი.
„ჩვენმა უნიკალურმა მასის სპექტრომეტრმა მისი პირველად ხილვის შესაძლებლობა მოგვცა“, — ამბობს კვლევის ავტორი, გეოქიმიკოსი ედუარდ იუნგი.
„ჩვენ მიერ ჩატარებულმა ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ამ ზედმეტი 15N15N-ის წარმოქმნის ერთადერთი გზაა უიშვიათესი რეაქციები ზედა ატმოსფეროში. ორი პროცენტი უზარმაზარი სიჭარბეა“.
ორმაგი აზოტი-15-ის მოკელულების ერთ-ერთი შესაძლო წყარო შეიძლება ბიოლოგიური იყოს. დენიტრიფიცირებულ ბაქტერიას, რომელიც როგორც წესი, ნიადაგში გვხვდება, შეუძლია გარემოდან აიღოს ნიტრატები და გამოყოს აზოტის გაზი.
იმის შესამოწმებლად, რომ სწორედ იგი იყო პასუხისმგებელი, მკვლევრებმა ექსპერიმენტი ჩაუტარეს ორი სახეობის დენიტრიფიცირებულ ბაქტერიასა და ერთი სახეობის აზოტის ფიქსატორ ბაქტერიას, რათა ეხილათ, შეეძლოთ თუ არა მათ რაიმე გადახრის წარმოქმნა.
„ბიოლოგიურ ექსპერიმენტებში დაფიქსირდა სულ მცირე გამოყოფა, მაგრამ არასაკმარისი იმისათვის, რაც ჩვენ ატმოსფეროში აღმოვაჩინეთ“, — ამბობს ჰიუსტონის უნივერსიტეტის დედამიწის მეცნიერი ლორენს ეინგი.
ერთი ექსპერიმენტი, რომელმაც მნიშვნელოვან წყაროზე მიუთითა, იყენებდა მაღალი ვოლტაჟის რადიოსიხშირულ განმუხტვებს და ახდენდა პლანეტის ზედაპირიდან საკმაოდ მაღლა არსებული აზოტის ქიმიის სიმულირებას.
აზოტის გაზის ამ სახეობის წარმოშობის დადასტურებაში მკვლევრებს დაეხმარა სტრატოსფეროსა და ზღვის წყალში დაშლილი აირის ნიმუშების აღება.
„ვფიქრობთ, 15N15N-ით გამდიდრება ფუნდამენტურად ხდება ზედა ატოსფეროში მიმდინარე ქიმიური პროცესებით, საერთაშორისო კოსმოსური სადგურის ორბიტასთან მიახლოებულ სიმაღლეზე“, — ამბობს იენგი.
თუმცა, ეს არ ნიშნავს, რომ სიცოცხლე ამ მხრივ უმნიშვნელოა.
„სინამდვილეში, პროცესი, რომელიც ატმოსფეროს 15N15N-ით გამდიდრებას იწვევს, იბრძვის ბიოლოგიური ხელწერის წინააღმდეგ. ისინი ომში არიან ჩაბმული“, — აღნიშნავს იენგი.
როგორც ჩანს, 15N15N-ის გამოყოფა არის კომპრომისი აზოტის მაფიქსირებელ და გამომყოფ ბატქერიათა სახეობებსა და ზედა ატმოსფეროში მიდმდინარე ქიმიურ პროცესებს შორის.
გეოქიმიკოსთათვის, ეს აღმოჩენა უზარმაზარი ნახტომია ჩვენი ატმოსფეროს ქიმიური სოუსის დინამიკის გასარკვევად.
„მაგრამ ის ასევე გვაძლევს გასაღებს, თუ როგორ შეიძლება გამოიყურებოდეს სხვა პლანეტათა ხელწერა, განსაკუთრებით კი თუ ისინი ხელსაყრელნი არიან სიცოცხლის ჩვენთვის ცნობილი ფორმისათვის“, — ამბობს იუნგი.
იგივე მახასიათებელთა ძებნა სხვა ატმოსფეროთა შემადგენლობაში, მოხერხებული გზა იქნება იმ პლანეტათა წარმოსაჩენად, რომლებსაც პოტენციურად აქვთ გარკვეული სახის უცნაური ქიმია. ქიმია, რომელმაც შეიძლება გვაფიქრებინოს, რომ ჩვენი პლანეტა არც თუ ისე უნიკალურია.
კვლევა Science Advances-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია newsroom.ucla.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით
