Юн и коллеги в Rice, Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, Университете штата Мичиган и Университете Нью-Мексико посчитали редкие молекулы в воздухе, каковые содержат лишь тяжелые изотопы азота и нашли перетягивание каната планетарного масштаба между судьбой, верхней атмосферой и глубокой Землёй, которая выражена в атмосферном азоте.Изучение было издано онлайн на этой неделе в издании Science Advances.
«Мы не верили ему в первом», сообщил Юн, ведущий доцент Земли и автор исследования, экологических и планетарных наук в Rice. «Мы совершили примерно год, легко убедив нас, что измерения были правильны».История вращается около азота, главного элемента судьбы, которая образовывает больше чем три четверти воздуха Почвы. По сравнению с другими главными элементами судьбы как кислород, углерод и водород, азот весьма стабилен.
Два атома его молекулы формы N2, каковые, как оценивается, бродят около в воздухе в течение примерно 10 миллионов лет перед тем как быть победить и преобразованы. И у подавляющего большинства азота имеется ядерная масса 14. Лишь примерно 0,4 процента – азот 15, изотоп, что содержит один дополнительный нейтрон.
Потому, что азот 15 уже редок, молекулы N2, каковые содержат два 15 азота – что именуют химики, потому, что 15N15 Н – являются самыми редкими из всех молекул N2.Новое изучение говорит о том, что 15N15 Н в 20 раз более обогащены в воздухе Почвы, чем может составляться процессами, происходящими около поверхности Почвы.«Мы считаем, что обогащение на 15N15 Н значительно прибывает из химии в верхней воздухе на высотах близко к орбите Интернациональной космической станции», сообщил Юн. «Перетягивание каната прибывает из жизненного натяжения в другом направлении, и мы видим химические доказательства этого».Соавтор Эдуард Янг, учитель Почвы, планетарной и космические изучения в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, сообщил, «Обогащение 15N15 Н в воздухе Почвы отражает баланс между химией азота, которая происходит в воздухе в поверхности из-за жизни и в самой планете.
Это – подпись, неповторимая для Почвы, но это кроме этого дает нам ключ к разгадке то, на что подписи вторых планет имели возможность бы быть похожими, в особенности если они способны к помощи судьбы, потому, что мы знаем это».Химические процессы, каковые создают молекулы как N2, смогут поменять разногласия, что «глыбы изотопа» как 15N15 Н будут организованы. В прошлой работе Юн, Янг и сотрудники применяли глыбы изотопа в кислороде, дабы выяснить контрольные автографы фотосинтеза на химии и заводах озона в воздухе. Изучение азота началось четыре года назад, в то время, когда Юн, тогда постдокторский исследователь в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, ставшем известном о первом в собственном роде массовом спектрометре, что устанавливался в лаборатории Янга.
«В то время ни у кого не было метода точно выяснить количество 15N15 Н», сообщил Юн, что присоединился к свойству Райса в 2015. «У этого имеется ядерная масса 30, то же самое как азотная окись. Сигнал от азотной окиси в большинстве случаев сокрушает сигнал от 15N15 Н в массовых спектрометрах».Различие в массе между азотной окисью и 15N15 Н образовывает примерно две тысячных части масса нейтрона. В то время, когда Юн выяснил, что новая машина в лаборатории Янга имела возможность различить эти незначительные различия, он подал заявку на финансирование гранта из Национального научного фонда (NSF), дабы изучить совершенно верно, как 15N15 Н был в воздухе Почвы.
«Биологические процессы – много к в тысячу раз стремительнее в ездящем на велосипеде азоте через воздух, чем геологические процессы», сообщил Юн. «Если бы это – целый простой бизнес, возможно было бы ожидать, что воздух отразила бы эти биологические циклы».Определить, имело ли это место, формирует в соавторстве Джошуа Хэслуна, и Натаниэль Остром в Университете штата Мичиган совершил опыты на бактериях N2-потребления и N2-производства, дабы выяснить их подписи на 15N15 Н.
Эти опыты внесли предложение, дабы видел больше 15N15 Н в воздухе, чем азот и случайные 14 соединения азота 15 произвели бы – обогащение примерно 1 части за 1 000, сообщил Юн.«Было мало обогащения в биологических опытах, но совсем не достаточно составлять то, что мы нашли в воздухе», сообщил Юн. «В действительности это означало, что процесс, вызывающий атмосферное обогащение на 15N15 Н, обязан бороться против данной биологической подписи.
Они закрыты в перетягивании каната».Команда в конечном итоге отыскала, что уничтожение смесей воздуха с электричеством, которое моделирует химию верхней атмосферы, имело возможность произвести обогащенные уровни 15N15 Н как, они имели размеры в воздушных примерах.
Смеси чистого газа азота произвели мало обогащения, но смеси, приближающие соединение газов в воздухе Почвы, имели возможность произвести сигнал еще выше, чем, что наблюдалось в воздухе.«До сих пор мы удостоверились в надежности естественные воздушные образцы от уровня почвы и с высот 32 километров, и растворили воздушное пространство от небольших океанских проб воды», сообщил он. «Мы нашли то же самое обогащение во всех них.
Мы видим перетягивание каната везде».