6 دقیقه
یک سنگ لکه‌دار و سرنخی احتمالی از زندگی باستانی
در ژوئیهٔ ۲۰۲۴، مریخ‌نورد Perseverance در دهانهٔ Jezero روی سنگی متمایز و لایه‌لایه به نام Chevaya Falls حفاری کرد و نمونه‌ای برداشت که تیم علمی آن را Sapphire Canyon نامیده است. تحلیل‌های اولیهٔ ابزارها بافتی غیرمعمول و لکه‌دار را در سطح سنگ نشان داد: لکههای متحدالمرکز غنیشده از کانی‌های حامل آهن. مطالعه‌ای که در ۱۰ سپتامبر ۲۰۲۵ منتشر شد، این همراهی کانی‌ها را به‌عنوان یک نشانهٔ زیستی بالقوه معرفی میکند و این احتمال را مطرح می‌سازد که واکنش‌های شیمیایی هدایت‌شده توسط میکروب‌های باستانی الگوی مشاهده‌شده را پدید آورده باشند.
نشانهٔ زیستی چیست و چرا اهمیت دارد
نشانهٔ زیستی هر ویژگی قابلاندازهگیری—مولکولی، معدنی، ساختاری یا ایزوتوپی—است که شاهدی از زندگی گذشته یا حال ارائه میدهد. روی زمین نشانه‌های زیستی از بقایای فسیلی و مولکول‌های آلی تا بافت‌های معدنی که توسط میکروب‌ها ایجاد شده‌اند متنوع است. برای مریخ، دانشمندان ویژگی‌های کاندیدا را زمانی «نشانهٔ زیستی بالقوه» می‌نامند که منشأ زیستی آنها محتمل ولی هنوز اثبات‌نشده باشد؛ چنین یافته‌هایی نیازمند داده‌های بیشتر، تحلیل زمینه‌ای و در بهترین حالت تأیید آزمایشگاهی روی زمین هستند.
انواع نشانه‌های زیستی
نشانه‌های زیستی میتوانند شیمیایی (مولکول‌های آلی مشخص یا نسبت‌های ایزوتوپی)، فیزیکی (ریزفسیلها یا بافت‌های میکروبی) یا معدنی (کانیهایی که در محیط‌های زیستی ترجیحاً تشکیل می‌شوند) باشند. شناسایی یک نشانهٔ زیستی قوی روی مریخ وابسته است به خواص درونی ویژگی و همچنین زمینهٔ زمین‌شناسی که میتواند آن را طی میلیاردها سال حفظ یا تغییر دهد.
چرا نمونهٔ Sapphire Canyon از نظر علمی جالب‌توجه است
نمونهٔ Sapphire Canyon به‌خاطر آن توجه را جلب کرد که ابزارهای PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) و SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals) مریخ‌نورد Perseverance الگویی را نقشه‌برداری کردند که دانشمندان آن را «لکههای پلنگی» می‌نامند: جبهههای واکنش متحدالمرکز غنیشده از ویویانیت (یک فسفات آهنی) و گریگیت (یک سولفید آهنی).
روی زمین ویویانیت اغلب در محیط‌هایی شکل می‌گیرد که مواد آلی در حال تجزیه فراوان‌اند و گریگیت میتواند توسط میکروب‌های کاهندهٔ سولفات تولید شود. هر دو کانی در شیمی اکسایش–کاهش نقش دارند: گرادیان‌های فضایی که دهنده‌ها و گیرنده‌های الکترون در فاصله‌ای کوتاه تغییر می‌کنند و شرایطی ایجاد می‌کنند که میکروب‌ها برای کسب انرژی از آن بهره می‌برند. هرگاه چنین گرادیان‌هایی پایدار بمانند، میکروب‌ها میتوانند واکنش‌هایی را کاتالیز کنند که ردپای معدنی متمایزی برجای می‌گذارند.
گزینه‌های غیرزیستی و زمینهٔ زمین‌شناسی
کانیهایی مانند ویویانیت و گریگیت همچنین میتوانند از طریق فرآیندهای غیرزیستی تشکیل شوند؛ برای مثال در اثر دگرگونی دمای بالا، در محیط‌های بسیار اسیدی، یا از طریق شیمیآبی صرفاً غیرآلی. با این حال، نمونهٔ Sapphire Canyon نشانه‌های واضحی از گرمای شدید یا اسیدیتهٔ افراطی که عموماً برای توضیح بی‌آبیِ شکل‌گیری گریگیت و ویویانیت لازم است، نشان نمی‌دهد. آن زمینهٔ زمین‌شناسی—همراه با بافت‌های الگوی متحدالمرکز—فرضیهٔ زیستی را محتمل می‌سازد، اما هنوز قاطع نیست.
دهانهٔ ژزرو، اهداف مأموریت و اهمیت این مکان
Perseverance به دهانهٔ Jezero فرستاده شد چون این دهانه دلتای رودخانه‌ای با رسوبات دریاچه‌ای باستانی دارد—محیط‌هایی که روی زمین به‌خوبی مواد زیستی را حفظ می‌کنند. سنگ‌هایی که در دریاچه‌ها و دلت‌ها ته‌نشین می‌شوند اغلب شواهد شیمیایی و بافتی از قابلیت سکونت گذشته و در موارد مساعد، نشانه‌های زیستی را ضبط می‌کنند. یافتن کانی‌شناسی لکه‌دار در Sapphire Canyon، که از لایه‌های رسوبی نسبتاً جوان‌تر مأموریت آمده است، بازهٔ زمانیِ ممکن برای زیست‌پذیری مریخ را گسترده‌تر میکند و نشان میدهد دوره‌های بعدی با شیمی مساعد محتمل‌تر از آن چیزی است که پیش‌تر تصور می‌شد.
ابزارها و محدودیت‌های مأموریت
مجموعهٔ ابزارهای Perseverance میتواند به‌صورت درجا کانی‌شناسی، بافت و بخشی از شیمی آلی را شناسایی کند، اما این ابزارها قادر به ارائهٔ تمام آنالیزهای فوق‌حساس ایزوتوپی و مولکولی نیستند که در آزمایشگاه‌های زمینی قابل انجام است. به همین دلیل کمپین بازگرداندن نمونهٔ مریخ (Mars Sample Return) ضروری است: تشخیص قطعی میان منشأ زیستی و غیرزیستی معمولاً نیازمند کارهای ایزوتوپی با دقت بالا، آنالیزهای ترکیبی-ویژهٔ آلی و میکروسکوپی پیشرفته روی زمین است.
گام‌های بعدی: آزمایش‌ها، بازگرداندن نمونه و فرضیاتی که باید بررسی شوند
دانشمندان به بررسی مسیرهای جایگزین غیرزیستی برای تشکیل کانی‌های «لکهٔ پلنگی» ادامه خواهند داد: گرمایش پایدار، دگرگونی اسیدی فراگیر، یا جذب توسط آلی‌های غیرزیستی. سنگ Chevaya Falls در حال حاضر نشانگرهای آشکاری از آن شرایط ندارد، اما رد کاملِ این سناریوها نیازمند مشاهدات راه‌دور بیشتر، مطالعات مقایسه‌ای روی سایر سنگ‌های نمونه‌برداری‌شده و در نهایت بازگرداندن نمونه‌ها به زمین است.
پس از بازگرداندن به زمین، نمونهٔ Sapphire Canyon تحت مطالعات کسری ایزوتوپی (کربن، گوگرد، آهن)، تصویربرداری با وضوح بالا برای جستجوی ریزبافت‌ها و ساختارهای شبه‌سلولی و آزمایشهای شیمی آلی پیشرفته برای آشکارسازی توزیع مولکولی منطبق با حیات قرار خواهد گرفت. این تحلیل‌ها تنها مسیر برای تفسیر با اطمینان‌اند. این نکات برای برنامه‌های نمونه‌برداری مریخ و بازگرداندن نمونه کلیدی‌اند.
دیدگاه کارشناسی
«الگوی مشاهده‌شده در Sapphire Canyon دقیقاً همان نوع نشانهٔ زمینه‌ای است که امیدوار بودیم Perseverance بیابد»، دکتر Elena Ramirez، یک زیست‌شناس فضایی که روی رسوبات دریاچه‌ای آنالوگ کار میکند، می‌گوید. «اما باید محتاط باشیم: مریخ شیمی را به‌گونه‌ای متفاوت از زمین حفظ میکند. رویکرد مطمئن، گام‌به‌گام است—ابتدا سناریوهای غیرزیستی را آزمایش کنیم، اطلاعات درجا و زمینه‌ای بیشتری جمع‌آوری کنیم و سپس بهترین نمونه‌ها را برای تأیید آزمایشگاهی به زمین بازگردانیم.»
نتیجه‌گیری
«لکههای پلنگی» معدنی در نمونهٔ Sapphire Canyon یک نشانهٔ زیستی بالقوهٔ جذاب هستند، زیرا کانیهایی را کنار هم قرار می‌دهند که معمولاً با فرآیندهای اکسایش–کاهش مرتبط با فعالیت زیستی همراهاند و در یک زمینهٔ زمین‌شناسی مساعد برای حفظ قرار گرفته‌اند. با این حال، مکانیسم‌های غیرزیستی همچنان محتمل‌اند و اثبات قاطع نیازمند داده‌های بیشتر و به‌ویژه تحلیل‌هایی است که روی نمونههای بازگرداندهشده به زمین انجام می‌شود. تا آن زمان، این کشف ارزش دهانهٔ ژزرو را به‌عنوان پنجره‌ای به گذشتهٔ زیست‌پذیری مریخ برجسته می‌سازد و اولویت علمیِ بازگرداندن نمونه و ارزیابی چندرشته‌ای و دقیق را تقویت میکند.
منبع: sciencealert
نظرات