Comets and the Origin and Evolution of Life

Contents XIII
4.4 Observations from Massive Star-Forming Regions . . . . . . . . . . . . . . . 122
4.4.1 Current Research on Macromolecules
in HMCs and Comets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
4.4.2 Sgr B2(N-LMH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
4.4.3 Other Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
4.4.4 Comets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
4.5 Summary and Prognosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
5 Impact Delivery of Prebiotic Organic Matter to Planetary
Surfaces
E. Pierazzo, C.F. Chyba ..........................................137
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
5.2 SourcesofOrganicMaterial ..................................138
5.3 Hydrocode Simulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
5.4 Earth:SignificantDelivery ...................................145
5.5 Mars:BalancingFactors .....................................150
5.6 Europa:ImpactorLoss ......................................155
5.7 Amino Acids on the Moon: Impact Delivery? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
5.8 Summary and Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
6 Comets and Prebiotic Organic Molecules on Early Earth
C.F. Chyba, K.P. Hand ...........................................169
6.1 The Uninhabitable Habitable Zone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
6.1.1 The Habitable Zone and Liquid Water . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
6.1.2 Are the Earth’s Oceans Extraterrestrial? . . . . . . . . . . . . . . . . 171
6.1.3 D/H Ratios and Noble Gas Evidence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
6.2 The Time Window for the Origin of Life . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
6.2.1 Frustration of the Origin of Life . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
6.2.2 Microfossils and Stromatolites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
6.2.3 Molecular Biomarkers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
6.2.4 Carbon Isotope Fractionation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
6.3 Endogenous Production of Prebiotic Organic Molecules . . . . . . . . . . 177
6.3.1 Nature of the Early Atmosphere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
6.3.2 Energy Sources and Atmospheric Organic Production . . . . . 179
6.3.3 Organic Production at Hydrothermal Vents . . . . . . . . . . . . . . 182
6.4 TheLunarCrateringRecord .................................182
6.4.1 A Terminal Lunar Cataclysm? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
6.4.2 Implications for the Mass Flux on Early Earth . . . . . . . . . . . 185
6.5 Impact Delivery of Intact Exogenous Organics . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
6.5.1 Interplanetary Dust Particles and Micrometeorites . . . . . . . . 187
6.5.2 Interstellar Dust . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
6.5.3 Meteorites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
6.5.4 Catastrophic Airbursts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
6.5.5 Big Impacts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190