6 دقیقه
کشف پرسِورنس در دهانه جِزرو
داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط کاوشگر ناسا، پرسِورنس، در سال گذشته شواهدِ میدانیِ متقاعدکننده‌تری را تا کنون ارائه کرده‌اند که نشان می‌دهد احتمالاً فرایندهای میکروبی زمانی روی مریخ رخ داده‌اند. این یافته بر سنگی به نام Chevaya Falls و دو هدف نزدیک در سازند Bright Angel — دره‌ی Sapphire و معبد Apollo — متمرکز است که در کف دهانه جِزرو قرار دارند؛ حوضه‌ای که زمانی آب مایع پایدار را در خود جای داده بود.
مولف ارشد، جوئل هوروویتز (دانشگاه استونی بروک)، و تیم او تحلیل‌های دقیقی از اندازهگیریهای مجموعه‌ابزارهای پرسِورنس انجام دادند. کار آن‌ها نشان می‌دهد بهترین توضیح برای خالهای متمایز «پلنگی» مشاهده‌شده روی این سنگ‌ها، فعالیت زیستی است. اگرچه نتایج قطعی نیستند — بازگرداندن نمونه و آزمایشهای آزمایشگاهی روی زمین برای تأیید حیات لازم است — الگوهای معدنی و شیمیایی بسیار دلالت‌آمیزند و نیازمند پیگیری دقیق‌اند.
اثر انگشت شیمیایی و کانی‌شناسی
پرسِورنس ترکیبات آلی — مواد غنی از کربن — را در نمونه‌های Bright Angel شناسایی کرد. کربن آلی در مریخ می‌تواند از مسیرهای زیستی یا غیرزیستی پدید آید، بنابراین به‌تنهایی تشخیصی نیست. اما قدرت این یافته در زمینهٔ ترکیبی آن است: سنگ میزبان غنی از رس (شواهدی برای وجود آب در گذشته)، رگههای سولفات کلسیم جداشده توسط درزهای غنی از هماتیت، و خالهای متمایز غنی از آهن که در فسفات آهن و سولفید آهن (مطابقت با ویویانیت و گریگایت) غنی شدهاند.
روی زمین، فسفات‌ها و سولفیدهای آهن معمولاً با متابولیسم‌های میکروبی در رسوبات همراه هستند. میکروب‌ها گونه‌های شیمیایی را اکسید و کاهش می‌دهند — فرایندی که به آن چرخهٔ اکسایش-کاهش گفته می‌شود — و از مادهٔ آلی بهعنوان منبع انرژی و از عنصرهایی مانند آهن و گوگرد بهعنوان پذیرنده یا دهندهٔ الکترون استفاده می‌کنند. ژئوبیولوژیست مایکل تایس (دانشگاه تگزاس ای‌اند‌ام) می‌گوید: «فقط کانی‌ها مهم نیستند، بلکه نحوهٔ چینش آن‌ها در این ساختارهاست که نشان می‌دهد احتمالاً از طریق چرخهٔ اکسایش-کاهش آهن و گوگرد شکل گرفته‌اند.» چینش‌های مکانی مشابه روی زمین اغلب در محل‌هایی شکل می‌گیرند که میکروب‌ها فعالانه در حال پردازش مادهٔ آلی و «تنفس» زنگ (اکسیدهای آهن) یا سولفات‌اند.
مدل‌سازی شکل‌گیری غیرزیستی در برابر زیستی
تیم پژوهشی مسیرهای جایگزین غیرزیستی (ابیوتیک) را که می‌توانست مجموعهٔ کانی‌های مشاهده‌شده را تولید کند، مدل‌سازی کردند. آن‌ها دریافتند یک مسیر کاهش سولفات به سولفید به‌صورت غیرزیستی می‌تواند برخی ویژگی‌ها را بازتولید کند، اما تنها تحت شرایطی بسیار شدید و نامحتمل برای نمونه‌های Bright Angel: pH بسیار پایین (اسیدیتهٔ بالا) یا دماهای پایدار بیش از تقریباً ۱۵۰–۲۰۰ درجهٔ سانتی‌گراد. این شرایط ردپاهای گرمایی یا شیمیایی دیگری به جا می‌گذاشت؛ اما سنگ‌های Bright Angel هیچ نشانه‌ای از چنین گرمایش یا تغییر شیمیایی اسیدی گسترده‌ای نشان نمی‌دهند.
بنابراین، در حالی که فرضیه‌های غیرزیستی از نظر تئوری ممکن‌اند، آن‌ها با مجموعهٔ کامل مشاهدات کمتر سازگارند. تفسیر زیستی، در مقابل، توضیحی منسجم برای هم‌زیستی رسها (کانی‌های تغییر یافته توسط آب)، ترکیبات آلی، سولفات کلسیم، درزهای هماتیت، و بافت‌های خال‌دار فسفات-سولفید آهن ارائه می‌دهد.
زمینهٔ ماموریت و نیاز به بازگرداندن نمونهها
پرسِورنس مجموعه‌ای قدرتمند از ابزارهای از دور و تماس‌محور را حمل میکند که قادر به تحلیل‌های ژئوشیمیایی و کانی‌شناسی باکیفیت به‌صورت درجا هستند، اما این ابزارها در قیاس با تکنیکهای آزمایشگاهی روی زمین محدودند. تأیید حیات میکروبی باستان نیازمند اندازهگیریهای ایزوتوپی، تصویربرداری میکروسکوپی در مقیاس نانومتری، و جداسازی و توالییابی مولکولهای آلی پیچیده است که تنها آزمایشگاههای زمینی می‌توانند انجام دهند. به‌همین‌دلیل است که این کاوشگر نمونه‌هایی را جمع‌آوری کرده که برای کمپین آتی بازگرداندن نمونه‌های مریخ در نظر گرفته شدهاند. دانشمندان مشتاقانه منتظر آن هسته‌های سنگی‌اند.
گام بعدی چیست؟
تیم پژوهشی آزمایشهای هدفمند آزمایشگاهی روی زمین را توصیه میکند تا هم فرایندهای اکسایش-کاهش زیستی و هم غیرزیستی را شبیه‌سازی کنند که می‌توانستند ویژگی‌های مشاهده‌شده را تولید کنند. آن آزمایش‌ها به مشخص‌تر کردن آنچه باید در نمونه‌های بازگردانده‌شده جستجو شود کمک کرده و ابهام در تفسیر نشانگرهای زیستی روی مریخ را کاهش می‌دهند.
دیدگاه کارشناسی
دکتر النا مارتین، ژئوشیمیست سیاره‌ای (کارشناس فرضی)، می‌گوید: «یافته‌های Bright Angel نمونهٔ درسی از اهمیت زمینه در زیست‌شناسی فضایی است. ترکیبات آلی به‌تنهایی جالب‌اند، اما وقتی هم‌زمان با کانی‌های حساس به اکسایش-کاهش در الگوهایی که با چرخههای زیستی سازگارند رخ می‌دهند، فرضیهٔ فعالیت میکروبی گذشته قابل‌اتکاتر می‌شود. با این حال، اثبات قاطعِ این موضوع وابسته به بازگرداندن نمونهها و تحلیل‌های دقیق آزمایشگاهی است که بتوانند نشانههای زیستی را از نشانههای غیرزیستی تفکیک کنند.»
پیامدها برای علمی سیارات و زیست‌شناسی فضایی
اگر با نمونه‌های بازگردانده‌شده تأیید شود، نتایج Bright Angel کشفِ تغییردهندهٔ پارادایم خواهد بود: شواهد مستقیم اینکه فرایندهای متابولیکی مشابه آنچه میکروب‌های زمینی به کار می‌برند در محیط اولیهٔ مریخ رخ داده‌اند. پیامدها فراتر از یک سایت خواهند بود — این نتایج به ارزیابی زیست‌پذیری سیاره‌ای، انتخاب نشانگرهای زیستی برای مأموریت‌های آینده، و درک هم‌تکاملی آب، شیمی و حیات احتمالی در درون منظومهٔ خورشیدی کمک می‌کنند.
علاوه بر این، از آنجا که قدیمی‌ترین سنگ‌های زمین به‌خاطر جابه‌جایی صفحات تکتونیکی و فرایندهای دگردیساسیون دمایی شدید دچار تغییرات وسیع شدهاند، مریخ آرشیوی منحصربه‌فرد فراهم میکند که در آن شرایط ظریف حفظ‌کنندهٔ نشانگرهای زیستی می‌تواند برای میلیاردها سال باقی بماند. مشاهدهٔ تعاملات بالقوهٔ مشابه آهن-گوگرد-آلی روی سیاره‌ای دیگر از نظر علمی استثنایی است.
نتیجه‌گیری
مشاهدات پرسِورنس در سازند Bright Angel — به‌ویژه بافت‌های خال‌دار پلنگی Chevaya Falls و سنگ‌های همراه — قویترین مورد میدانی تاکنون را ارائه می‌دهند که فرایندهای میکروبی ممکن است زمانی روی مریخ فعال بوده باشند. در حالی که مسیرهای غیرزیستی را نمی‌توان رد کرد، آن‌ها نیازمند شرایطی هستند که داده‌های موجود از آن پشتیبانی نمی‌کنند. آزمون قاطع منتظر بازگرداندن نمونه‌های مریخ به زمین است، جایی که تکنیکهای پیشرفتهٔ آزمایشگاهی می‌توانند منشأ زیستی یا غیرزیستی را تأیید یا رد کنند. تا آن زمان، این یافتهها تمرکز علمی را بر آزمایشهای هدفمند، مدل‌های پالایش‌شده، و مسیر تسریع‌شده‌ای به‌سمت مأموریت‌های بازگرداندن نمونه که ممکن است یکی از عمیق‌ترین پرسش‌های بشریت را پاسخ دهند: آیا زندگی فراتر از زمین پدید آمد؟
منبع: nature
.avif)
نظرات