Las condritas carbonáceas o condritas C son una clase de meteoritos condríticos que comprende al menos 8 grupos conocidos y muchos meteoritos no agrupados . Incluyen algunos de los meteoritos más primitivos conocidos. Las condritas C representan solo una pequeña proporción (4,6%) [1] de las caídas de meteoritos .
Algunas condritas carbonáceas famosas son: Allende , Murchison , Orgueil , Ivuna , Murray, Tagish Lake , Sutter's Mill y Winchcombe .
Las condritas C contienen una proporción relativamente alta de carbono (hasta un 3 %), que se encuentra en forma de grafito , carbonatos y compuestos orgánicos, incluidos aminoácidos . Además, contienen agua y minerales que han sido modificados por la influencia del agua. [2]
Las condritas carbonosas no estuvieron expuestas a temperaturas más altas, por lo que apenas se modifican por procesos térmicos. Algunas condritas carbonosas, como el meteorito Allende , contienen inclusiones ricas en calcio y aluminio (CAIs). Se trata de compuestos que surgieron tempranamente de la nebulosa solar primigenia , se condensaron y representan los minerales más antiguos formados en el Sistema Solar . [3] [4]
Algunas condritas carbonosas primitivas, como la condrita CM de Murchison , contienen minerales presolares, entre ellos moissanita ( carburo de silicio natural ) y diamantes diminutos de tamaño nanométrico que aparentemente no se formaron en nuestro sistema solar. Estos minerales presolares probablemente se formaron durante la explosión de una supernova cercana o en las proximidades de una gigante roja pulsante (más precisamente: una llamada estrella AGB ) antes de que entraran en la nube de materia a partir de la cual se formó el Sistema Solar. Tales explosiones estelares liberan ondas de presión que pueden condensar nubes de materia en sus alrededores, lo que lleva a la formación de otras nuevas, estrellas y sistemas planetarios . [5]
Otro condrito carbonoso, el meteorito Flensburg (2019), proporciona evidencia de la aparición más temprana conocida de agua líquida en el joven Sistema Solar hasta la fecha. [6] [7]
Las condritas carbonosas se agrupan según composiciones distintivas que se cree que reflejan el tipo de cuerpo original del que se originaron. Estos grupos de condritas C ahora se nombran con una designación estándar de dos letras CX , donde C significa "carbonoso" (otros tipos de condritas no comienzan con esta letra) más una letra mayúscula en el lugar X , que muy a menudo es la primera letra del nombre de un meteorito destacado, a menudo el primero en ser descubierto, en el grupo. Estos meteoritos a menudo se nombran por el lugar donde cayeron, por lo que no dan ninguna pista sobre la naturaleza física del grupo. El grupo CH , donde H significa "alto contenido de metal", es hasta ahora la única excepción. Vea a continuación las derivaciones de los nombres de cada grupo.
Varios grupos de condritas carbonosas, en particular los grupos CM y CI, contienen altos porcentajes (3% a 22%) de agua , [8] así como compuestos orgánicos . Están compuestos principalmente de silicatos , óxidos y sulfuros , siendo característicos los minerales olivino y serpentina . La presencia de sustancias químicas orgánicas volátiles y agua indica que no han sufrido un calentamiento significativo (>200 °C) desde que se formaron, y se considera que sus composiciones son cercanas a las de la nebulosa solar a partir de la cual se condensó el Sistema Solar . Otros grupos de condritas C, por ejemplo, las condritas CO, CV y CK, son relativamente pobres en compuestos volátiles, y algunas de ellas han experimentado un calentamiento significativo en sus asteroides progenitores.
Este grupo, que recibe su nombre del meteorito Ivuna (Tanzania), tiene composiciones químicas cercanas a las medidas en la fotosfera solar (aparte de los elementos gaseosos y elementos como el litio, que están subrepresentados en la fotosfera del Sol en comparación con su abundancia en las condritas CI). En este sentido, son los meteoritos conocidos más primitivos desde el punto de vista químico. [ cita requerida ]
Las condritas CI suelen contener una alta proporción de agua (hasta un 22 %), [8] y materia orgánica en forma de aminoácidos [9] y HAP . [10] La alteración acuosa promueve una composición de filosilicatos hidratados , magnetita y cristales de olivino que se presentan en una matriz negra, y una posible falta de cóndrulos . Se cree que no se han calentado por encima de los 50 °C (122 °F), lo que indica que se condensaron en la parte exterior más fría de la nebulosa solar.
Se han observado cinco condritas CI que han caído: Ivuna , Orgueil , Alais , Tonk y Revelstoke. Otras cuatro han sido descubiertas por equipos de campo japoneses en la Antártida. En general, la extrema fragilidad de las condritas CI hace que sean muy susceptibles a la erosión terrestre y no sobrevivan en la superficie de la Tierra durante mucho tiempo después de su caída.
Este grupo toma su nombre de Vigarano (Italia). La mayoría de estas condritas pertenecen al tipo petrológico 3.
Caídas observadas de condritas CV:
El grupo toma su nombre de Mighei (Ucrania), pero el miembro más famoso es el meteorito Murchison , ampliamente estudiado . Se han observado muchas caídas de este tipo y se sabe que las condritas CM contienen una rica mezcla de compuestos orgánicos complejos, como aminoácidos y nucleobases de purina/pirimidina. [11] [12] [13] Caídas famosas de condritas CM:
El grupo toma su nombre de Renazzo (Italia). El mejor candidato a organismo parental es 2 Pallas . [11]
Caídas observadas de condritas CR:
Otras condritas CR famosas:
La "H" significa "alto contenido de metal", ya que las condritas CH pueden contener hasta un 40 % de metal. [16] Esto las convierte en uno de los grupos de condritas más ricos en metales, superadas únicamente por las condritas CB y algunas condritas no agrupadas, como NWA 12273. El primer meteorito descubierto fue ALH 85085. Químicamente, estas condritas están estrechamente relacionadas con los grupos CR y CB. Todos los especímenes de este grupo pertenecen únicamente a los tipos petrológicos 2 o 3. [11]
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El grupo toma su nombre del miembro más representativo: Bencubbin (Australia). Aunque estas condritas contienen más del 50% de níquel-hierro metálico, no se clasifican como mesosideritas porque sus propiedades mineralógicas y químicas están fuertemente asociadas con las condritas CR. [11]
Este grupo toma su nombre de Karoonda (Australia). Estas condritas están estrechamente relacionadas con los grupos CO y CV. [11]
El grupo toma su nombre de Ornans (Francia). El tamaño medio de los cóndrulos es de tan solo 0,15 mm. Todos ellos son de tipo petrológico 3.
Famosas cataratas de condrita CO:
Hallazgos famosos:
Reconocidas oficialmente en 2022 [17] después de que se describieran un mínimo de especímenes (cinco). [18] Las condritas CL, llamadas así por el espécimen tipo Loongana, son ricas en condritas, ricas en metales y pobres en volátiles.
Los miembros más famosos:
La mayor parte del carbono orgánico presente en las condritas carbonosas CI y CM es un material complejo insoluble. Esto es similar a la descripción del kerógeno . Un material similar al kerógeno también se encuentra en el meteorito marciano ALH84001 (una acondrita ).
El meteorito CM Murchison tiene más de 96 aminoácidos extraterrestres y otros compuestos, incluidos ácidos carboxílicos , ácidos hidroxicarboxílicos, ácidos sulfónicos y fosfónicos, hidrocarburos alifáticos, aromáticos y polares , fulerenos , heterociclos , compuestos carbonílicos , alcoholes , aminas y amidas .
Los aminoácidos en las condritas carbonosas tienen implicaciones importantes para las teorías que describen la entrega de compuestos orgánicos a la Tierra primitiva y el posterior desarrollo de la vida . Poco después de su caída y recuperación en Australia en 1969, se descubrió que el meteorito Murchison albergaba cinco aminoácidos proteicos ( glicina , alanina , valina , prolina y ácido glutámico ) además de 12 aminoácidos no proteinogénicos , incluido el ácido α-aminoisobutírico y la isovalina , que son raros en la Tierra. [19] Desde entonces, el número de aminoácidos caracterizados en el meteorito Murchison ha aumentado a 96, incluidos 12 de los 20 aminoácidos biológicos comunes, junto con cientos más que se han detectado, pero permanecen sin caracterizar. [20] Si bien la abundancia de aminoácidos presentes en los suelos terrestres presenta una fuente potencial de contaminación, la mayoría de los aminoácidos caracterizados en Murchison son terrestres raros o ausentes. [21]
Los aminoácidos pueden ser estructuralmente quirales , lo que significa que tienen dos posibles estructuras de imagen especular no superponibles, denominadas enantiómeros . Convencionalmente, estos se conocen como levógiros (L) y diestros (D) por analogía con el gliceraldehído . Los seres vivos utilizan L-aminoácidos, aunque no hay una razón aparente por la que un enantiómero sea favorecido sobre el otro, ya que se comportan de manera equivalente en los sistemas biológicos. [22] En contraste con la biología terrestre, los primeros estudios de laboratorio, incluido el famoso Experimento Miller-Urey , han demostrado que los aminoácidos pueden formarse en un rango de posibles condiciones abióticas con mezclas iguales (racémicas) de enantiómeros D y L. [23] Por lo tanto, las proporciones entre enantiómeros para un aminoácido dado pueden discriminar entre mecanismos de formación bióticos y abióticos. En la primera caracterización de aminoácidos en Murchison, todos los ejemplos quirales estaban presentes en mezclas racémicas, lo que indica un origen abiótico. [19] Esto es consistente con las vías sintéticas propuestas, ya que la formación de isovalina y otros α-dialquil aminoácidos en las condritas CM se ha atribuido a la síntesis de Strecker que produce mezclas racémicas de enantiómeros. [24]
Ehrenfreund et al. (2001) [9] encontraron que los aminoácidos en las condritas CI Ivuna y Orgueil estaban presentes en concentraciones mucho más bajas que en las condritas CM (~30%), y que tenían una composición distinta alta en β- alanina , glicina , γ- ABA y β-ABA pero baja en ácido α-aminoisobutírico (AIB) e isovalina . Esto implica que se habían formado por una vía sintética diferente y en un cuerpo parental diferente de las condritas CM.
Más recientemente, se han identificado aminoácidos de varias condritas carbonosas con excesos significativos de enantiómero L. Se han encontrado excesos de L de 3 a 15% en varios α-dialquil aminoácidos no proteicos en los meteoritos Murchison y Murray. [25] Su origen extraterrestre está indicado por su ausencia en sistemas biológicos y enriquecimientos significativos de isótopos pesados en 13 C y deuterio en comparación con los valores terrestres. [26] Una caracterización adicional de los excesos de L-isovalina de hasta 20,5% en un rango de grupos de condritas carbonosas ha apoyado una hipótesis de que el aumento de la alteración hidrotermal del meteorito anfitrión se correlaciona con el aumento del exceso de enantiómero L observado. [27] También se han reportado grandes excesos de L para los aminoácidos α-H, pero estos son más problemáticos debido al potencial de contaminación terrestre. [28] La condrita C2 no agrupada Tagish Lake tiene excesos de ácido L-aspártico de hasta ~60%, con mediciones de isótopos de carbono que indican un origen extraterrestre debido a enriquecimientos significativos en 13 C. [29] En Tagish Lake, los aminoácidos proteinogénicos muestran tanto excesos de L significativos como mezclas racémicas: se encontró que el ácido glutámico, la serina y la treonina tenían entre ~50 y 99% de excesos de L, mientras que la alanina era racémica. [29]
Se ha propuesto que los excesos de L de aminoácidos extraterrestres observados en condritas carbonosas son el resultado de diferencias en el comportamiento de cristalización de los enantiómeros. [30] Se ha demostrado que la luz ultravioleta polarizada circularmente genera excesos de L en los aminoácidos en cristalización para condiciones experimentales que imitan la alteración en asteroides, y se cree que esta es la fuente extraterrestre dominante de ruptura de simetría quiral (es decir, el favorecimiento de un enantiómero sobre otro). [31] Es notable que solo se hayan observado excesos del enantiómero L en aminoácidos extraterrestres, lo que sugiere que el proceso abiótico responsable de los enriquecimientos enantioméricos puede ser la fuente original de la selectividad de L-aminoácidos observada actualmente en la vida terrestre.
La NASA ha propuesto un umbral de “detección de la escalera de la vida” de >20% de exceso enantiomérico en aminoácidos para distinguir las biofirmas extraterrestres. Pero, como se mencionó anteriormente, estudios recientes de condritas carbonáceas e investigaciones experimentales complementarias han demostrado que se pueden producir excesos enantioméricos aún mayores por vías abióticas. Para identificar la asimetría quiral (exceso enantiomérico) de origen biológico, Glavin et al. (2020) [30] enfatizan tres criterios que deben cumplirse: asimetría quiral, composición isotópica ligera de 13 C y distribución simplificada de isómeros estructurales . Si se descubre que una distribución de aminoácidos en una muestra extraterrestre es quiralmente asimétrica, muestra preferencia isomérica estructural y tiene disminuciones de 13 C, 15 N y D en relación con el material inorgánico asociado, se puede presentar un caso convincente de su origen biológico. Con el interés actual en las misiones de retorno de muestras de asteroides carbonosos (por ejemplo, OSIRIS-REx ) y Marte encabezadas por la NASA y otras agencias espaciales, el análisis posterior de muestras devueltas libres de contaminación terrestre brindará la mejor oportunidad para descubrir posibles biofirmas en nuestro Sistema Solar.
