مریخ، گنجینهای از اسرار باستانی: کاوشگر استقامت ناسا سرنخهایی از حیات باستانی یافت!
آیا مریخ زمانی میزبان حیات بوده است؟ این سوالی است که ذهن دانشمندان و علاقهمندان به فضا را برای دههها به خود مشغول کرده است. خبرهای جدید از مریخ، این امید را زنده کرده است. نمونهای از سنگ مریخی که توسط کاوشگر استقامت (Perseverance rover) ناسا جمعآوری شده، نشانههای شیمیایی را آشکار کرده است که میتواند مرتبط با حیات میکروبی باستانی باشد. این یافته که در یک مطالعه مورد بررسی همتایان (peer-reviewed study) و در مجله Nature به چاپ رسیده، یکی از جذابترین پیشرفتها در اکتشافات مریخ در سالهای اخیر به شمار میرود و پرسشهای تازهای را در مورد قابلیت سکونت این سیاره در میلیاردها سال قبل مطرح میکند.
کشف در دهانه جزرو: سرنخهایی از گذشته مرطوب مریخ
این پژوهش بر روی نمونه سنگی ریزدانهای به نام Sapphire Canyon متمرکز است که در جولای 2024 (تیر/مرداد 1403) از منطقهای به نام Bright Angel در داخل دهانه جزرو (Jezero Crater) مریخ جمعآوری شده است. دانشمندان بر این باورند که دهانه جزرو، بستر یک دریاچه باستانی بوده که در گذشته مرطوبتر مریخ، از طریق رودخانههای جاری تغذیه میشده است. با استفاده از مجموعهای از ابزارهای پیشرفته، دانشمندان یک الگوی شیمیایی متمایز را در داخل این سنگ شناسایی کردهاند که نشاندهنده فرآیندهای بیولوژیکی احتمالی در تاریخ دوردست مریخ است.
نشانههای شیمیایی ردوکس، امیدی تازه برای یافتن حیات میکروبی
کشف کلیدی در شناسایی دو ماده معدنی غنی از آهن به نامهای ویویانایت (vivianite) و گریگیت (greigite) در داخل گلسنگ رسوبی نهفته است. در زمین، این مواد معدنی اغلب در محیطهای کم اکسیژن تشکیل میشوند، جایی که میکروارگانیسمها مواد آلی را مصرف میکنند و اثر انگشتهای شیمیایی آشکاری از خود به جای میگذارند. حضور آنها در مریخ، به ویژه در این بافت زمینشناسی، آنها را به چیزی تبدیل میکند که دانشمندان آن را “زیستنشانگر بالقوه (potential biosignature)” مینامند؛ ویژگیای که میتواند منشأ بیولوژیکی داشته باشد، اما نیاز به تأیید بیشتر دارد.
جوئل هورویتز (Joel Hurowitz)، دانشمند سیارهشناس در دانشگاه استونی بروک (Stony Brook University) و نویسنده اصلی این مطالعه در Nature میگوید: «این نزدیکترین چیزی است که تا به حال به یافتن حیات در مریخ رسیدهایم. این ترکیبات معدنی خاص معمولاً با متابولیسم میکروبی در زمین مرتبط هستند. این هنوز چیزی را ثابت نمیکند، اما یک نقطه شروع قوی است.»
نکتهای که این یافته را به طور ویژهای قانعکننده میکند، نبود گرما یا اسیدیته بالا در محیط اطراف است. این شرایط معمولاً برای تشکیل این مواد معدنی از طریق روشهای صرفاً شیمیایی و غیربیولوژیکی مورد نیاز است. در این مورد، به نظر میرسد که سنگها نسبتاً دستنخورده باقی ماندهاند و تعاملات شیمیایی را حفظ کردهاند که ممکن است اندکی پس از رسوبگذاری رسوبات دریاچهای در بیش از 3.5 میلیارد سال پیش رخ داده باشند.
نتایج با یک جلسه توجیهی مطبوعاتی ناسا (NASA) که روز چهارشنبه منتشر شد، همسو است. در این جلسه تاکید شد که واکنشهای شیمیایی مشاهده شده در سنگ Cheyava Falls (آبشارهای چیوا) – که نمونه Sapphire Canyon از آن استخراج شده است – در شرایطی رخ دادهاند که برای حیات میکروبی مساعد تلقی میشوند. به گفته کیتی استک مورگان (Katie Stack Morgan)، معاون دانشمند پروژه در آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا (NASA’s Jet Propulsion Laboratory): «ادعاهای مربوط به حیات فرازمینی به شواهد فوقالعادهای نیاز دارند. این یک گام معنیدار است، اما یک نتیجهگیری قطعی نیست.»
مولکولهای آلی، رسوبات لایهلایه و بستر دریاچههای باستانی
کاوشگر استقامت (Perseverance rover)، که در اوایل سال 2021 بر روی مریخ فرود آمد، در حال کاوش در زمینهای لایهلایه دهانه جزرو (Jezero Crater) در جستجوی سرنخهایی از حیات گذشته است. این دهانه زمانی میزبان یک توده آبی دائمی بوده است، که آن را به یکی از امیدوارکنندهترین مکانها برای تحقیقات زیستاخترشناسی (astrobiological research) تبدیل میکند.
در مطالعه اخیر، محققان همچنین از تشخیص کربن آلی از طریق SHERLOC (ابزار طیفسنجی طراحی شده برای تشخیص ترکیبات ضروری برای حیات) گزارش دادند. حضور این مولکولهای کربن در کنار مواد معدنی مانند ویویانایت (vivianite) و گریگیت (greigite)، فرضیه نقش فرآیندهای بیولوژیکی را تقویت میکند.
تصاویر با وضوح بالا، جبهههای واکنش “لکه پلنگی” را نشان دادند – ویژگیهای کوچک و دایرهای که در آن به نظر میرسد تعاملات شیمیایی بین رسوبات و مواد آلی رخ داده است. این ویژگیها، که شبیه ساختارهای موجود در رسوبات دریایی زمین هستند، این نظریه را تقویت میکنند که مریخ زمانی از گرادیانهای ردوکس (redox gradients) – ضروری برای متابولیسم میکروبی – پشتیبانی میکرده است.
بهروزرسانی ماموریت ناسا (NASA) خاطرنشان میکند که این مناطق واکنش به طور تصادفی تشکیل نشدهاند، بلکه به گونهای توزیع شدهاند که نشاندهنده تغییرات شیمیایی درجا (in-situ chemical transformation)، به جای تغییرات پس از رسوبگذاری هستند. علاوه بر این، واکنشهای ردوکس (redox reactions) در سازندهای قدیمیتر یا عمیقتر ظاهر نشدند – یک چرخش غیرمنتظره که به طور بالقوه به پنجره طولانیتر قابلیت سکونت (longer habitability window) برای مریخ نسبت به آنچه قبلاً تصور میشد، اشاره دارد.
چرا دانشمندان همچنان محتاط هستند؟
در حالی که دادههای کانیشناسی و شیمیایی با فعالیت بیولوژیکی سازگار هستند، محققان مراقب هستند که در مورد مفاهیم آن اغراق نکنند. ویویانایت (vivianite) و گریگیت (greigite) هر دو میتوانند تحت شرایط غیرزیستی خاص (abiotic conditions) نیز تشکیل شوند – به عنوان مثال، در حضور ترکیبات آلی خاص یا فرآیندهای شیمیایی با دمای پایین.
برای پرداختن به این موضوع، این مطالعه به طور روشمند چندین مسیر غیربیولوژیکی را رد کرد. این مقاله به این نتیجه میرسد که “ترکیب بافتها، ترکیب معدنی و ساختار ردوکس، توجه جدی را به عنوان یک زیستنشانگر بالقوه میطلبد”، اگرچه تأیید قطعی در انتظار آزمایشهای بیشتر – در حالت ایدهآل در زمین – است.
همانطور که هورویتز (Hurowitz) و همکارانش تاکید میکنند، بهترین راه برای رفع این عدم قطعیت، بازگرداندن نمونه برای تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی است. هدف بلندمدت ناسا (NASA) بازیابی این نمونهها از طریق ماموریت بازگرداندن نمونه مریخ (Mars Sample Return (MSR)) است که در حال حاضر در دست توسعه است. نمونه Sapphire Canyon یکی از 27 نمونهای است که تاکنون توسط استقامت (Perseverance) جمعآوری شده است، که بسیاری از آنها به طور خاص به دلیل پتانسیل زیستاخترشناسی (astrobiological potential) خود انتخاب شدهاند.
با این وجود، همه محققان متقاعد نشدهاند. زمینشیمیدانان سیارهای مستقل (Independent planetary geochemists) اشاره کردهاند که واکنشهای شامل ترکیبات آلی غیرزیستی (abiotic organic compounds) و رسوبات غنی از آهن (iron-rich sediments) میتواند به طور قابل قبولی از امضاهای میکروبی تقلید کند، به ویژه در محیطهایی به قدمت و تغییریافتگی مریخ. بررسی همتایان (Peer review)، تکرار و اکتشافات بیشتر، کلید حرکت از یک احتمال به یک اجماع علمی قوی خواهد بود.