Experimental study of chemical evolution of biomolecules under early Earth conditions
Experimentální studium chemické evoluce biomolekul v podmínkách rané Země
diplomová práce (OBHÁJENO)
Zobrazit/ otevřít
Trvalý odkaz
http://hdl.handle.net/20.500.11956/97896Identifikátory
SIS: 186058
Kolekce
- Kvalifikační práce [19121]
Autor
Vedoucí práce
Konzultant práce
Civiš, Svatopluk
Oponent práce
Adam, Vojtěch
Fakulta / součást
Přírodovědecká fakulta
Obor
Fyzikální chemie
Katedra / ústav / klinika
Katedra fyzikální a makromol. chemie
Datum obhajoby
23. 5. 2018
Nakladatel
Univerzita Karlova, Přírodovědecká fakultaJazyk
Angličtina
Známka
Výborně
Klíčová slova (česky)
nukleové báze, aminokyseliny, cukry, syntéza, plazma, astrochemieKlíčová slova (anglicky)
nucleic bases, aminoacids, sugars, synthesis, plasma, astrochemistryVznik života na Zemi je jedním z prázdných míst lidského vědění. Tato práce je zaměřena na odhalení několika dílků této skládačky. Prezentujeme současný stav poznání zejména ve spojení se syntézou biomolekul za prebiotických podmínek. V této práci jsou předloženy výsledky experimentů, jež naznačují, že neutrální planetární atmosféra obsahující představitele vulkanických plynů (CO2, N2, H2O) může být působením měkkého UV záření v přítomnosti minerálních katalyzátorů přeměněna na relativně reaktivní směs redukovaných plynů (CH4, CO). Ty mohou být dále transformovány vysoce energetickými procesy za vzniku biomolekul. Směs CH4, CO + N2 představuje prototyp běžné redukční atmosféry, jíž podobné lze nalézt např. na Titanu, největším Saturnově měsíci, nebo také v minulosti na naší planetě coby tzv. sekundární atmosféru. V následných experimentech byla ekvimolární směs CH4 : CO : N2 v přítomnosti vodní páry exponována vysoce energetickému plazmatu, jež simuluje dopad asteroidu - jednu ze série impaktních událostí, kterým byla raná Země vystavena během prvních 600 milionů let své existence. Po dodání celkové energie 3250 J v laserových pulzech byla zjištěna přítomnost organických molekul důležitých pro prebiotickou chemii. Mezi nimi jsou např. báze ribonukleové kyseliny (adenin, uracil, guanin, cytosin),...
Origin of life is a still-enduring gap in human knowledge. This work is focused on revealing of several pieces of this puzzle. State of the art scenarios of biomolecules synthesis under prebiotic conditions are presented and discussed. This thesis presents our recent experiments suggesting a novel idea that neutral planetary atmosphere containing a mixture of neutral volcanic-type gasses (CO2, N2, H2O) can be converted over acidic mineral catalysts upon irradiation by a soft UV-radiation into a relatively reactive mixture of reducing gases (CH4, CO), which can be further reprocessed by high-energy chemistry. The resulting mixture (CH4, CO + N2) represents a common reducing atmosphere related e.g. to the chemistry of Titan, the largest moon of Saturn, as well as a possible representation of the secondary atmosphere of our planet. Also, photocatalytic reduction of CO2-rich atmosphere can explain the abiotic origin of methane on current Mars or other terrestrial planets. In our subsequent experiments, corresponding equimolar model mixture of CH4 : CO : N2 in presence of water vapour was subjected to reprocessing by high-power laser plasma simulating an asteroid impact - one of a series of impact events which the young Earth experienced during the first 600 million years of her history. Upon delivery...