Sciencemag.cz
Doporučujeme
Živé organismy upřednostňují různé izotopy, podle všeho to platí i pro dusík. Může nám to pomoci při pátrání po životě ve vesmíru?
Víme, že život preferuje uhlík C12 před izotopem C13, z toho odhadujeme, že už některé cca 4 miliardy let staré vzorky jsou biologického původu (alespoň žádný anorganický anorganický proces, který by poměry obou izotopů ovlivňoval podobně). Nyní vědci tvrdí, že život podobně mění poměry mezi nejběžnějším izotopem dusíku N14 a těžím N15, který má v jádře o neutron víc. Laurence Yeung z Rice University a jeho kolegové z UCLA, Michigan State University a University of New Mexico nyní publikovali v Science Advances výsledky měření zastoupení různých izotopů dusíku v atmosféře. Dusík N15 představuje asi 0,4 % dusíku, tudíž molekuly obsahující dva atomy N15 jsou velice vzácné. Nová studie ale ukazuje, že v horní atmosféře jich je 20krát víc než v nejspodnější části. Logický závěr z toho je, že odsud odčerpávají izotop N15 přednostně bakterie fixující dusík (včetně sinic). (Druhá možnost: denitrifikační bakterie přednostně uvolňují izotop N14 a toho je pak těsně nad Zemí víc.) Přičemž do těchto procesů samozřejmě vstupují i geologické děje, ty jsou však řádově pomalejší a asi za příslušné odchýlení od rovnováhy nemohou. Stav těsně nad povrchem je tedy spíše důsledkem života.
Výsledky nejsou ještě zdaleka finální, každopádně ale příslušný „podpis“, tedy měnící se zastoupení různých izotopů dusíku, by mohlo i ve vesmíru indikovat život blízký tomu pozemskému.
Samotný výzkum začal v roce 2015 a byl umožněn jen díky tomu, že se molekulu dvou atomů dusíku N15 vůbec novými metodami podařilo stanovit. Při použití hmotnostní spektroskopie totiž molekula (N15)2 má stejnou hmotnost jako oxid dusnatý NO (z běžných izotopů dusíku a kyslíku). Oba signály od sebe bylo třeba odlišit, což dokázal až nový hmotností spektrometr v Youg Laboratory (poznámka: vlastně je potřeba odlišit hmotnost protonu a neutronu).
Zdroj: Phys.org a další
Poznámky: Představme si třeba rozbíjení molekul dusíku zářením, přednostně bude unikat ten lehčí, nahoře v atmosféře se bude zase párovat, nahoře v atmosféře bude tedy převažovat lehčí izotop… A další faktory, třeba i při anorganické fixaci dusíku při slučování s kyslíkem účinkem blesku přednostně reaguje jeden z izotopů. Také je možné, že poměr izotopů dusíku bude nějak odpovídat teplotě (dávná teplota lze určit z poměru izotopů kyslíku mořských sedimentů).
