آیا در مریخ باستانی زندگی جریان داشته است؟

فرادید | طبق مطالعه‌ای که شرایط زندگی روی مریخ جوان را شبیه‌سازی کرده است، این سیاره قرمز در اوایل تاریخ خود احتمالاً برای میکروب‌های متان‌زایی قابل‌ سکونت بوده که در زیستگاه‌های نامعتدل روی زمین قادر به زیستن هستند.

به گزارش فرادید ، بر اساس تحقیقات جدید به مدیریت دانشمندان دانشگاه آریزونا، اگر در مریخ زندگی وجود داشته (این یک «اگرِ» بزرگ است) به احتمال زیاد شرایطِ دوارن جوانی مریخ پشتیبان این زندگی بوده است. امروزه مریخ خشک و به شدت سرد است و جو رقیقی دارد؛ بنابراین بسیار بعید است میزبان هیچ شکلی از حیات در سطح خود بوده باشد. با این حال، بر اساس تحقیقات اخیر، ۴ میلیارد سال پیش، این همسایه‌ی کوچک و قرمزرنگِ زمین احتمالاً بسیار بیشتر از امروز مهمان‌نواز بوده است. این مطالعه ۱۰ اکتبر در مجله‌ی Natural Astronomy منتشر شده است.

بسیاری از کارشناسان مریخ قبول دارند که این سیاره در آغاز، جو بسیار غلیط‌تری از امروز خود داشته است. رِجیس فِرییِر استاد دانشگاه آریزونا و یکی از دو نویسنده‌ی اصلی این تحقیق میگوید این سیاره‌یِ غنی از دی‌اکسیدکربن و هیدروژن، احتمالاً در گذشته آب و هوای معتدلی داشته که به «آب» اجازه‌ی جریان یافتن و به «حیاتِ میکربی» اجازه‌ی رشد داده است. نویسندگان ادعا نمی‌کنند که حیات در مریخِ اولیه وجود داشته، اما فِرییِر می‌گوید اگر هم وجود داشته تحقیقات ما نشان می‌دهد که به احتمال زیاد برای میکرب‌های متان‌زا قابل‌ سکونت بوده است.

چنین متان‌زا‌هایی که با تبدیلِ انرژی شیمیاییِ محیط شان و آزادسازی متان به عنوان یک محصولِ زائد زندگی می‌کنند در سکونتگاه‌های نامعتدلِ روی زمین وجود دارند. برای نمونه، این متان‌زا‌ها نزدیک دریچه‌های گرمابی در امتداد شکاف‌های کف اقیانوس یافت می‌شوند و از کل اکوسیستم‌های سازگار با فشار آب خردکننده، تاریکی مطلق و دمای نزدیک به انجماد پشتیبانی می‌کنند.

تیم تحقیقاتی با استفاده از مدل‌های پیشرفته‌ی پوسته، جو و آب و هوای مریخ همراه با یک مدل بوم‌شناختی از اجتماع میکرب‌های زمین‌مانند که دی‌اکسیدکربن و هیدروژن را متابولیزه می‌کنند سناریویی فرضی از یک اکوسیستم مریخیِ در حال ظهور را آزمایش کرد.

روی زمین، بیشترِ هیدروژن در آب حبس است و معمولاً مواجهه‌ای با خود آن وجود ندارد، غیر از یک محیطِ ایزوله مثل دریچه‌های گرمابی. با این حال، فراوانیِ آن در جو مریخ می‌تواند ذخیره‌ی فراوانی از انرژی را برای میکرب‌های متان‌زا حدود ۴ میلیارد سال پیش فراهم کرده باشد، زمانی که شرایط حیات در مریخ مساعدتر بوده است. مریخ اولیه با مریخ امروزی بسیار متفاوت بوده و جو آن گرم و‌ تر بوده و دلیل آن غلظت زیاد هیدروژن و دی‌اکسیدکربن بوده است، دو گاز گلخانه‌ایِ قوی که گرما را در فضا به دام می‌اندازند.

فِرییِر می‌گوید: «ما فکر می‌کنیم آن زمان مریخ اندکی سردتر از زمین بوده است، اما نه به سردیِ امروز آن و دمای متوسط آن به احتمال زیاد بالایِ دمای انجماد آب بوده است. امروزه مریخ را مکعبِ یخیِ پوشیده از غبار توصیف می‌کنند، اما ما مریخ را یک سیاره‌ی سنگی با یک پوسته‌ی متخلخل، مملو از آب تصور می‌کنیم که احتمالاً دریاچه‌ها و رودخانه‌ها و حتی شاید دریا‌ها و اقیانوس‌هایی را تشکیل میداده است.» فِرییِر اضافه می‌کند که با توجه به طیف‌سنجیِ سنگ‌هایی که در سطح مریخ قرار دارند، شوری آن آب احتمالاً زیاد بوده است.

دانشمندان برای شبیه‌سازیِ اَشکال حیاتِ اولیه در مریخ از مدل‌هایی استفاده کردند که دمای سطح و پوسته را برای یک ترکیب اتمسفری مشخص پیش‌بینی می‌کنند. سپس این داده‌ها را با یک مدل اکوسیستم ترکیب کردند تا پیش‌بینی کنند آیا جمعیت‌های بیولوژیکی قادر به بقاء در محیط محلی خود بوده‌اند و چگونه به مرور زمان بر آن اثر گذاشتند.

بوریس ساتِری نخستین نویسنده‌ی مقاله می‌گوید: «زمانی که مدل خودمان را تولید کردیم، آن را در پوسته‌ی مریخ راه‌اندازی کردیم (به بیان مجازی). این کار به ما اجازه داد که ارزیابی کنیم یک بیوسفِر ( زیست‌کُره ) زیرزمینی مریخی چقدر باورکردنی‌ست و اگر چنین بیوسفِری وجود داشته، چگونه شیمیِ پوسته‌ی مریخ را تغییر داده و این فرایند‌ها در پوسته چگونه بر ترکیب شیمیایی جو اثر گذاشته‌اند.

«هدف ما ساخت مدلی از پوسته‌ی مریخ با ترکیب سنگ و آب شور بود، اینکه اجازه دهیم گاز‌های اتمسفر در زمین منتشر شوند تا ببینیم آیا متان‌زا‌ها می‌توانند در این شرایط زندگی کنند. پاسخی که به آن رسیدیم این بود که بله این میکرب‌ها می‌توانستند در پوسته‌ی سیاره زندگی کنند.»

محققان تصمیم گرفتند به پرسش جالب‌تری پاسخ دهند: اگر حیات زیر زمین جریان داشت، برای یافتن آن تا چه حد عمیق باید کنکاش کرد؟ اتمسفر مریخ آن انرژی شیمیایی که ارگانیسم‌ها برای رشد به آن احتیاج دارند در اختیارشان گذاشته است که در این مورد انرژی مورد نیاز آن‌ها هیدروژن و دی‌اکسید کربن است.

مشکل این است که حتی در مریخ اولیه سطح بسیار سرد بوده، بنابراین میکرب‌ها باید به لایه‌های عمیق‌تری از پوسته نفوذ می‌کردند تا دمای قابل‌سکونت را پیدا کنند. پرسشی که مطرح می‌شود اینست که زیست‌شناسی برای یافتن حد وسط بین دما و وجودِ مولکول‌های اتمسفری که برای رشد به آن‌ها نیازست تا چه حد عمیق باید کنکاش کند؟ پاسخ این بود که تجمعات میکربیِ مدل‌های ما در چند صد مترِ بالایی خوشحالترند.

دانشمندان توانستند بازخوردِ اقلیمیِ تغییر در ترکیب اتمسفریِ ناشی از فعالیت بیولوژیکی این میکرب‌ها را پیش‌بینی کنند. آنها این کار را با اصلاحِ مدل‌شان برای در نظر گرفتنِ نحوه تاثیر فرایند‌های بالا و پایینِ زمین بر یکدیگر انجام دادند. دانشمندان با یک تغییر شگفت‌انگیز دریافتند با اینکه حیات شاید در آغاز در مریخ باستانی رونق داشته، بازخورد شیمیایی آن به اتمسفر منجر به آغازِ سرد شدنِ جهانی سیاره و در نهایت غیرقابل‌سکونت شدن سطح آن و کشیده شدن حیات به لایه‌های عمیق زیر زمینی و احتمالاً نابودی آن شده است.

ساتِری می‌گوید: «طبق یافته‌های ما، اتمسر مریخ توسط فعالیت بیولوژیکیِ بسیار سریع، ظرفِ چند ده یا صد هزار سال کاملاً تغییر می‌کرد. با برداشتن هیدروژن از اتمسفر، میکرب‌ها بشدت هوای سیاره را خنک می‌کردند.» سطح مریخِ اولیه خیلی زود در نتیجه‌ی فعالیت بیولوژیکی، یخ‌مانند میشد. به بیان دیگر، تغییرات آب و هوایی ناشی از حیات مریخی ممکن است به غیرقابل‌سکونت کردن سطح سیاره در مراحل اولیه‌ی آن کمک کرده باشد.

مشکلی که این میکرب‌ها آن زمان با آن مواجه شدند این بود که اتمسفر مریخ اساساً ناپدید و کاملاً نازک شد، بنابراین منبع انرژی آن‌ها از میان رفت و آن‌ها مجبور شدند یک منبع انرژی جایگزین پیدا کنند. علاوه بر این، دما به شدت کاهش یافت و آن‌ها باید به شکل عمیق‌تری به پوسته سیاره نفوذ می‌کردند. در حال حاضر، بسیار سخت است که بگوییم مریخ تا چه مدت قابل‌سکونت باقی مانده است.»

شاید مامویت‌های اکتشافی آینده به مریخ پاسخ را روشن کند، اما به گفته‌ی محققان، چالش‌ها همچنان به قوت خود باقی است. برای مثال در حالیکه Hellas Planitia (دشت وسیعی که در اثر برخورد یک شهاب‌سنگ یا خرده سیاره بزرگ در اوایل تاریخ مریخ ایجاد شد) به عنوان یک مکان نویدبخش برای جستجوی شواهد حیات گذشته شناسایی شده، نقشه‌برداری این مکان برخی از شدیدترین طوفان‌های گرد و غبار مریخ را ایجاد می‌کند که این ناحیه را برای اکتشاف توسط یک کاوشگر خودگردان به جای بیش از حد خطرناکی تبدیل می‌کند.

اکنون تیم تحقیقاتی روی مریخ امروزی تمرکز دارد. کاوشگر Curiosity ناسا و ماهواره‌ی Mars Express آژانس فضایی اروپا، سطوح بالایی از متان را در اتمسفر شناسایی کرده‌اند. چنین افزایش‌هایی می‌تواند ناشی از فرایند‌هایی غیر از فعالیت میکربی باشد، اما این احتمال جالب را بوجود می‌آورد که شکل‌هایی از حیات از قبیل متان‌زا‌ها ممکن است در حفره‌های ایزوله‌ای روی مریخ و در اعماق زیر زمین جان سالم به در برده باشند.

منبع: scitechdaily

مترجم: زهرا ذوالقدر