Buckyballs από το εξωτερικό διάστημα

Από σελίδα της NASA και του BBC 22-Φεβρουαρίου-2001

Οι επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Χαβάης και της NASA έχουν ξεθάψει μια απίθανη συλλογή από 'χρονικές' κάψες που διατηρούν το εξωγήινο φορτίο τους, εξωγήινο ήλιο από την εποχή των δεινοσαύρων, από το απόμακρο παρελθόν όταν συγκρούστηκε ένας αστεροειδής ή ενας κομήτης με τη γη. Ποια είναι όμως αυτά οι ανθεκτικοί κλωβοί με τους θησαυρούς από την προϊστορία;   Πρόκειται για τα buckyballs -- μικροσκοπικά μοριακά κλουβιά φιαγμένα από 60 ή περισσότερα άτομα άνθρακα.

"Ανακαλύψαμε τα εξωγήινα παγιδευμένα αέρια στο εσωτερικό των buckyballs μέσα σε ένα παχύ ιζηματώδες στρώμα -μιας ίντσας πάχος- αργίλου [το οποίο διαμορφώθηκε από τη ραδιενεργό τέφρα ενός αστεροειδούς, πριν από 65 εκατομμύριο έτη πριν ],"  είπε ο Ted Bunch, ένας επιστήμονας της NASA στο ερευνητικό κέντρο AMES. Το στρώμα αργίλου, γνωστό ως Kρητιδικό/αρχές Τριασσικού, χαρακτηρίζει μια περίοδο ακραίας βιολογικής αλλαγής συμπεριλαμβανομένου και των μαζικών εξαλείψεων αλλά και το τέλος των δεινοσαύρων.

Ανωτέρω: Τα φουλερένια (fullerenes) --ή  καλύτερα γνωστά ως "buckyballs" -- είναι κοίλα, σαν κλουβιά-μόρια φιαγμένα από 60 άτομα άνθρακα. Ονομάζονται προς τιμή του αρχιτέκτονα Buckminste, που ήταν ο σχεδιαστής ενός γεωδεσικού θόλου που μοιάζει με αυτό το μόριο. Αυτή η εικόνα επιδεικνύει πώς τα εξωγήινα αέρια όπως το ήλιο, μπορούν να παγιδευτούν μέσα στο κλουβί του φουλερενίου. Μια άποψη παρουσιάζει έναν σπασμένο δεσμό, ή ανοικτό "παράθυρο," με ένα άτομο που κινείται προς τα έξω μέσω του ανοικτού παραθύρου.

Ο Bunch και οι συνάδελφοί του, που καθοδηγούνται από την Luann Becker, μια γεωχημικό στο Πανεπιστήμιο της Χαβάης, θεωρούν ότι το αέριο πρέπει να προείλθει από το διάστημα επειδή περιέχει ήλιο πλούσιο όμως στο σπάνιο ισότοπo He³

"Το ήλιο από διάφορες πηγές στη Γη, όπως είναι η ατμόσφαιρά μας ή η εξάτμιση από τα ηφαίστεια, έχει μια διαφορετική ισοτοπική υπογραφή (σύνθεση) από αυτήν του αερίου ηλίου σε έναν μετεωρίτη, " είπε ο Becker. Οι πυρήνες των περισσότερων ατόμων ηλίου έχουν δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια. Αυτό το κυρίαρχο ισότοπο καλείται ήλιο-4 (He⁴). Ένα μικρότερο μέρος των ατόμων του ηλίου έρχεται στην μορφή He³ με ένα νετρόνιο μόνο. Η αναλογία He³ προς He⁴ είναι διαφορετική μεταξύ των επίγειων και εξωγήινων δειγμάτων επειδή το κοσμικό ήλιο έχει μια σχετικά υψηλότερη συγκέντρωση του He³.

Αυτή δεν είναι η πρώτη φορά είπε η Becker και ο Bunch, που έχουν αποκαλυφθεί εξωγήινα φουλλερένια. Βρέθηκαν επίσης παρόμοια μόρια στα δείγματα από τον μετεωρίτη των 4.6-δισεκατομμυρίων ετών που έπεσε στο Μεξικό τρεις δεκαετίες πριν και στο εσωτερικό του μετεωρίτη Murchison της Αυστραλίας. Τα δείγματα του Murchison περιείχαν το αέριο ηλίου πλούσιο σε ισότοπο He³ ακριβώς όπως τα στρώματα του αργίλου στην Κρητιδική/αρχές Τριασσικού, περίοδο. Αυτό είναι ένα σίγουρο σημάδι ότι τα buckyballs και το περιεχόμενό τους έχουν μια κοσμική προέλευση, είπαν οι ερευνητές.

Στην πιό πρόσφατη εργασία τους, η Becker και Bunch, και ο Robert Poreda (Πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ στην ΝΥ) εξέτασαν το Κρητιδικό/Τριασσικό στρώμα επειδή είναι ένα σωστά μελετημένο ίζημα που περιέχει εξωγήινο ιρίδιο. Μεταλλεύματα στο στρώμα παρουσιάζουν σημάδια ότι αυτά δοκίμασαν (πέρασαν) μιά φορά θερμοκρασίες μεγαλύτερες από 2.000 C και πιέσεις περίπου 400.000 Atm, πιθανώς ως αποτέλεσμα ενός αστεροειδούς αντίκτυπου. Οι επιστήμονες εξέτασαν στρώσεις αργίλου στη Δανία, τη Νέα Ζηλανδία και τη Βόρεια Αμερική. Όλα τους περιείχαν φουλερένια που είχαν εγκλωβισμένα αδρανή αέρια με καταφανείς εξωγήινες και ενδεχομένως εξω-ηλιακές ισοτοπικές υπογραφές.

Η Becker είπε ότι ελπίζει να επεκτείνει την έρευνα του, για να περιλάβει και άλλες περιόδους μαζικής εξάλειψης, όπως το ακόμα πιό καταστρεπτικό γεγονός που διαμόρφωσε το 250 εκατομμυρίων ετών (τέλος της Περμίου/αρχές της Τριασσικής περιόδου), στρώμα του ιζήματος. Στα Buckyball- τα εγκλωβισμένα αέρια σε εκείνο το στρώμα θα μπορούσαν να προσδώσουν βάρος στην ιδέα ότι οι καθολικές εξαλείψεις μπορούν να έχουν μια εξωγήινη ώθηση. Πρόσθεσε ότι ελπίζει να ανακαλύψει εάν τα φουλερένια στους κομήτες και τους αστεροειδείς παρέδωσαν (έφεραν) αέρια και άνθρακα από τους αστεροειδείς απαραίτητα για να εγκαταστήσουν τη ζωή στη Γη.

"Έχουμε τώρα έναν ισχυρό νέο εργαλείο για να εξετάσουμε τα παλαιά στρώματα των ιζημάτων πολύ προσεκτικά," είπε η Becker. "Ανοίγει τις νέες δυνατότητες στην έρευνα, στο πρόβλημα για το πώς οι πλανητικές ατμόσφαιρες εξελίχθηκαν και ίσως ακόμη και πώς η ζωή εξελίχθηκε στη Γη και ίσως σε άλλα φεγγάρια και πλανήτες."

Το 1996, η Becker και Poreda ανακάλυψαν πως φουλερένια που βρέθηκαν σε ένα τεράστιο κρατήρα στον Καναδά, προήλθε από το διάστημα σχεδόν δύο δισεκατομμύρια έτη πριν.

Η μεγαλύτερη εξαφάνιση

"Η πρόσκρουση ενός σώματος αυτού του μεγέθους απελευθερώνει ενέργεια περίπου ένα εκατομμύριο φορές περισσότερη από ό,τι ο ισχυρότερος καταγεγραμμένος σεισμός του προηγούμενου αιώνα" αναφέρει ο Dr Robert Porenta.

Η πρόσκρουση συνέπεσε χρονικά με την ενεργοποίηση ηφαιστείων στην περιοχή της σημερινής Σιβηρίας. Η λάβα που ανέβλυσε από τον υποκείμενο μανδύα σε διάστημα ενός εκατομμυρίου ετών θα ήταν αρκετή για να καλύψει ολόκληρο τον πλανήτη με ένα στρώμα πάχους τριών μέτρων.

Οι δύο ερευνητές θεωρούν πως η πρόσκρουση του μετεωρίτη και η αυξημένη ηφαιστειακή δραστηριότητα ήταν οι αιτίες της εξαφάνισης του 90% των θαλάσσιων οργανισμών και του 70% των χερσαίων, σε διάστημα 8.000 έως 100.000 ετών.

Τα απολιθώματα των περίπου 15.000 ειδών τριλοβιτών (πρωτόγονο θαλάσσιο αρθρόποδο) είναι άφθονα σε στρώματα ηλικίας μεγαλύτερης των 251 εκατομμυρίων ετών, αλλά απουσιάζουν εντελώς από νεότερα στρώματα.

Αν η θεωρία των δύο ερευνητών είναι σωστή, οι πτώσεις μετεωριτών ήταν τα κύρια γεωλογικά φαινόμενα που καθόρισαν τα χρονικά όρια της ακμής των ερπετών αλλά και τη μετέπειτα πορεία της εξέλιξης.