有机固体颗粒非生物合成过程中的氮同位素分馏
地球与行星天体物理
2014-07-02 v1
摘要
除地球上的生物成因有机物外，有机化合物的形成通常被认为源于太阳系中的非生物过程。含氮有机物尤其引人关注，这不仅对于前生命视角，而且对于全面理解年轻太阳系及行星大气中的有机物形成都至关重要。我们研究了等离子体放电条件下的有机物非生物合成，特别关注氮同位素分馏。利用低压等离子体放电实验，由 N2-CH4 和 N2-CO 气体混合物合成了有机气溶胶，旨在分别模拟土星大气和原太阳星云中发生的化学反应。无论起始气体混合物的氧化程度、N2 含量以及气溶胶中氮的形态如何，氮都能有效地掺入合成的固体中。无论实验装置如何，气溶胶相对于初始 N2 气体均贫化 15N，幅度为 15-25‰。这种同位素分馏归因于质量依赖的动力学效应。放电过程中的氮同位素分馏无法解释太阳系天体和储库中观测到的巨大氮同位素变化。太阳系中极端的氮同位素特征更可能是 N2 光解过程中的自屏蔽效应、N2 光解过程中的奇异效应和/或低温离子 - 分子同位素交换的结果。动力学氮同位素分馏可能在土星大气中发挥重要作用。我们还提出，太古宙有机物的低 delta15N 值部分归因于当时发生的有机物非生物合成。
引用
@article{arxiv.1407.0254,
title = {Nitrogen isotopic fractionation during abiotic synthesis of organic solid particles},
author = {Maïa Kuga and Nathalie Carrasco and Bernard Marty and Yves Marrocchi and Sylvain Bernard and Thomas Rigaudier and Benjamin Fleury and Laurent Tissandier},
journal= {arXiv preprint arXiv:1407.0254},
year = {2014}
}