Kako je prišel fosfor iz mraza

Tesla Motors & EV's: Beginners Guide to Charging, Adapters, Public Stations, DC Fast Charging (Junij 2019).

Anonim

Fosfor, ki je bistven za življenje, a nekoliko redko, zgoščen znotraj asteroidov v zunanjem sončnem sistemu, preden se je vrnil proti soncu, kjer so se nekateri na Zemlji končali, v skladu z novimi raziskavami.

Fosfor je eden od šestih glavnih elementov, ki sestavljajo človeško telo, in je potreben gradbeni blok za druge organizme. Vendar pa je v nasprotju z vodikom, kisikom, ogljikom, dušikom in kalcijem redko fosfor. V preostalem delu Sončnega sistema je še manj.

Astrobiologi sledijo fosforju, v upanju, da jih bo pripeljal do znakov drugega življenja.

Mnogi meteoriti vsebujejo fosfor in vedo, kako se fosfor distribuira skozi sončni sistem, bi lahko znanstvenikom pomagal ugotoviti, od kod prihajajo meteoriti, odvisno od količine in vrste fosforja, ki ga vsebujejo.

"Fosfor je eden od ključnih elementov v biologiji, " pravi Matthew Pasek, astrobiolog in geokemičar Univerze v Južni Floridi.

V nasprotju z ostalimi elementi, ki so bistveni za življenje, se fosfor večinoma nahaja v trdni obliki, medtem ko se kot plin pogosto pojavljajo kot vodik, kisik in dušik. "(Študija fosforja) nas utrjuje v dejanskih trdih kamnitih vzorcih. Za razliko od drugih ni očitne oblike plina, zato mora izvirati iz kamnitih virov, " pravi Pasek. "Upamo, da bomo to sčasoma povezali z biologijo in življenje."

Njegov nedavni članek v znanstvenem časopisu Icarus raziskuje distribucijo plinastega (ali "hlapnega") fosforja v zgodnjem sončnem sistemu in kaj to pomeni za trenutno porazdelitev fosforja.

Z roba

Fosfor naj bi bil v središču eksplozivnih zvezd ali supernov. V primeru našega zgodnjega sončnega sistema je vse, kar je blizu soncu, izhlapelo, pojasnjuje Pasek. Potem, ko so se elementi odmaknili od sonca, so postali hladnejši in začeli kondenzirati v trdne snovi.

Vprašanje v knjigi je bilo: "Če se fosfor ne odzove, da bi pri teh visokih temperaturah ustvaril trdno snov, potem lahko v hladnih virih tvori drugačno vrsto trdne snovi", pravi Pasek.

Plinski fosfin (PH3) je glavna hlapna faza fosforja pri nizkih temperaturah. Dve različni skupini sta predlagali, da bi lahko fosfin imel aktivno vlogo v kemiji ledu na zunanjih robovih sončnega sistema.

Pasekov papir si prizadeva ugotoviti, kako hitro se bo fosfor odzval s trdnimi snovmi - "zelo hiter", Pasek quips - in kako dolgo bo trajalo, da se ohladi in pritegne nazaj k toplim okoljem. Nenazadnje je bil cilj določiti porazdelitev hlapnih oblik fosforja, kot je fosfin, in kako so bili razdeljeni po celotnem Sončnem sistemu.

V skladu s teoretičnim modelom, ki je združeval termodinamiko, stopnjami, pri katerih fosfor reagira s kovinami, in modeli za difuzijo plinov, je Pasekova raziskava pokazala, da mora biti večina fosforja v trdni obliki povsod v Sončnem sistemu, do Saturnovega. "Fosfor je bil izčrpan kot hlapljiv ves čas razvijajočega sončnega sistema, hlapne oblike fosforja pa bi bile minimalne tudi v hladnejših predelih sončne meglice", pravi časopis.

Meteoriti in fosfor

Fosfor naj bi obstajal tudi v obliki, imenovani schreibersite, ki je mineral, ki vsebuje nikelj, železo in fosfor, pravi. "To najdemo v meteoritih ves čas in v bolj kometnih oblikah. To pomeni, da se na tem območju oblikujejo precej vsi meteoriti, ki jih zbiramo, ki imajo majhno količino fosfida.

.

Ta študija pomeni, da fosfor za življenje prihaja iz trdne oblike, namesto fosforja iz ledu. "

Mikhail Zolotov, raziskovalni profesor na državni univerzi v Arizoni, ki je specializiran za hlapljive elemente na drugih planetih, ugotavlja, da bi lahko obogatitev in vrste fosfora vplivala na biološko aktivnost.

Iz prejšnjih študij meteoritov je bilo jasno, da je fosfor večinoma prisoten v mineralih in ne v plinih. "Prejšnji modeli za kondenzacijo vročega sončnega plina kažejo, da so v meteoritih opazili tvorbo mineralov, ki vsebujejo fosfor", pravi Zolotov.

Medtem ko pravi, da je Pasekov papir "dostojno delo", je sporno, da bi plinsko gibanje proti soncu, ki ni bilo oblikovano v papirju, lahko hitreje od razpršitve plina od sonca. "Razpoložljivi podatki meteorita ne kažejo izgube fosforja od sonca

.

(in to hipotezo) še vedno potrjujejo podatki iz zunanjih materialov Solarnega sistema, kot so kometi, "pravi.

Naslednji korak v tej raziskavi za Pasek je eksperimentiranje s fosfinom v laboratoriju in ga prestaviti v bolj praktično področje. "Vzeli bomo kovinske dele in jih izpostavili plinu, ki nosi fosfor, in videli, kako dolgo traja, da bi te skale", pravi. Nato bo podatke hranil nazaj v svoje modele.

menu
menu