Mikroskopie-Blick in Meteoriten Extraterrestrische Aminosäuren schonend analysiert

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Wenn ein Meteorit als Sternschnuppe auf die Erde fällt, sind Astrobiologen schnell in heller Aufregung. Denn die Gesteinsbrocken aus dem All sind Zeitkapseln des Kosmos – und könnten Hinweise auf den Ursprung des Lebens auf der Erde beinhalten. Ein Forscherteam der Uni Münster hat nun Biomoleküle aus einem Asteroiden mit einer besonders schonenden Methode analysiert.

Sie finden als Sternschnuppen ihren Weg auf die Erde: Meteorite – Bruchstücke von Asteroiden aus den Tiefen des Alls. In ihnen ist die „Ur-Suppe“, aus der unser Sonnensystem entstanden ist, wie eine Zeitkapsel eingefroren. Mithilfe dieser Gesteine können Wissenschaftler daher dem Ursprung unserer Materie und des Lebens auf der Erde auf den Grund gehen.

Dr. Christian Vollmer vom Institut für Mineralogie der Universität Münster hat mit britischen Kollegen eine besondere dieser Zeitkapseln untersucht: den Winchcombe-Meteoriten. Dem Forschungsteam ist es erstmals gelungen, einige wichtige stickstoffhaltige Verbindungen wie Aminosäuren und heterocyclische Kohlenwasserstoffe ohne chemische Behandlung mit hoher Präzision und mithilfe eines neuen Detektordesigns in diesem Meteoriten nachzuweisen.

Entstehung des Lebens auf der Erde

Meteoriten als Starthilfe der Biologie

Potenzielle Keimzellen des Lebens

Der Winchcombe-Meteorit wurde im Februar 2021 von einem Kameranetzwerk in England beobachtet und konnte innerhalb weniger Tage aufgesammelt werden. „Normalerweise werden Meteorite in den kalten und heißen Wüsten dieser Erde aufgespürt, wo sie im trockenen Klima zwar nicht sehr schnell verwittern, sich aber durch Feuchtigkeit verändern“ erklärt Studienleiter Vollmer. „Wird ein Meteoritenfall zeitnah beobachtet und schnell eingesammelt, wie es bei Winchcombe der Fall war, sind sie für uns wichtige ‚Zeugen‘ von der Geburt des Sonnensystems und daher für die Forschung besonders interessant.“

Der Ursprung des Lebens auf unserem Planeten ist noch immer ein Rätsel, und manche Wissenschaftler vermuten, dass die ersten biorelevanten Stoffe vor über vier Milliarden Jahren in Meteoriten auf die Erde transportiert wurden. Dazu zählen beispielsweise komplexe organische Verbindungen wie Aminosäuren oder Kohlenwasserstoffe. Diese Moleküle haben jedoch nur sehr geringe Konzentrationen und Experten müssen sie meistens durch Lösungsmittel oder Säuren aus dem Meteoriten herauslösen und für die Analysen anreichern.

Schonende Analyse von Weltraumproben

Das Team um Vollmer hat diese biorelevanten stickstoffhaltigen Verbindungen nun zum ersten Mal ohne vorherige chemische Behandlung im Winchcombe-Meteoriten nachgewiesen, obwohl auch hier die Konzentrationen dieser Stoffe sehr gering sind. Dazu nutzten die Forscher ein modernes, hochauflösendes Elektronenmikroskop, das es weltweit nur an wenigen Standorten gibt. Dieses „Super-Mikroskop“ am „Super-STEM“-Labor im englischen Daresbury bildet nicht nur kohlenstoffreiche Verbindungen in atomarer Auflösung ab, sondern kann auch mithilfe eines neuen Detektors diese Proben chemisch analysieren.

„Der Nachweis dieser biorelevanten organischen Verbindungen in einem unbehandelten Meteoriten ist für die Forschung eine wichtige Errungenschaft“ sagt Vollmer. „Er zeigt, dass diese Bausteine des Lebens auch ohne die chemische Extraktion in diesen kosmischen Sedimenten charakterisiert werden können.“ Die chemische Behandlung birgt nämlich das Risiko, dass sich diese fragilen Stoffe verändern könnten. Die nun angewandten Analyseverfahren an festem Material sind deshalb auch für die Forschung an kleinen und wertvollen Missionsproben von großer Bedeutung, wie den kürzlich von Asteroiden zur Erde zurückgebrachten Staubpartikeln der japanischen Raumfahrtbehörde (Hayabusa2) und der Nasa (Osiris-Rex).

Originalpublikation: Vollmer, C., Kepaptsoglou, D., Leitner, J. et al.: High-spatial resolution functional chemistry of nitrogen compounds in the observed UK meteorite fall Winchcombe, Nat Commun 15, 778 (2024); DOI: 10.1038/s41467-024-45064-x

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