رشته غول‌پیکر مولکول‌های آلی در مریخ ممکن است یکی از بهترین نشانه‌های حیات باشند

جهانی - خبرگزاری اخباری

رشته غول‌پیکر مولکول‌های آلی در مریخ ممکن است یکی از بهترین نشانه‌های حیات باشند

در یک تحول مهم برای جستجوی حیات فرازمینی، یک تحلیل اخیر به رهبری ناسا به این نتیجه رسیده است که "فرضیه‌سازی منطقی" است که موجودات زنده ممکن است مولکول‌های آلی جذاب کشف شده در مریخ را تولید کرده باشند. اگرچه این یافته اثبات قطعی برای حیات باستانی یا کنونی در سیاره سرخ نیست، اما گامی مهم در جهت درک شرایطی است که می‌توانسته فرآیندهای بیولوژیکی را در گذشته دور آن پشتیبانی کند.

کشف بزرگترین مولکول‌های آلی که تاکنون در یک سنگ مریخی شناسایی شده‌اند، اخیراً گزارش شده است. این زنجیره‌های بلند، متشکل از هیدروژن و کربن، تصور می‌شود که قطعاتی از اسیدهای چرب باشند، ترکیباتی که اغلب از طریق فرآیندهای بیولوژیکی روی زمین تولید می‌شوند. این یافته‌ها در مقاله‌ای که در 4 فوریه در مجله Astrobiology منتشر شد، به تفصیل شرح داده شده است، جایی که محققان با دقت مسیرهای احتمالی مختلفی را برای تشکیل این مولکول‌های آلی بررسی کردند.

این مطالعه به طور خاص بر روی مولکول‌های آلی معروف به آلکان‌ها تمرکز دارد، که هیدروکربن‌هایی متشکل از زنجیره‌های بلند 10 تا 12 اتم کربن هستند که هر کدام به چندین اتم هیدروژن متصل شده‌اند. در حالی که ترکیبات آلکان کوتاه‌تر مانند متان و پروپان به خوبی شناخته شده‌اند، زنجیره‌های 12 کربن یا بیشتر از نظر آماری احتمال بیشتری دارند که توسط مکانیسم‌های بیولوژیکی روی زمین تولید شوند، که لایه‌ای اضافی از جذابیت را به این کشف مریخی می‌افزاید.

این مولکول‌های بزرگ و وسوسه‌انگیز در سنگ‌گل کامبرلند، یک سنگ رسوبی ریزدانه واقع در بستر یک دریاچه باستانی مریخی به نام خلیج یلونايف، جاسازی شده‌اند. مریخ‌نورد کنجکاوی ناسا ابتدا در سال 2013 این سنگ را حفاری کرد و از آن زمان تاکنون با استفاده از آزمایشگاه شیمیایی سرنشین‌دار خود، ابزار تحلیل نمونه در مریخ (SAM)، تحلیل‌های مختلفی را انجام داده است.

با این حال، محققان این مولکول‌های آلی خاص را نسبتاً اخیراً کشف کردند، پس از پیش‌گرم کردن یک نمونه تا دمای شدید 2,012 درجه فارنهایت (1,100 درجه سانتی‌گراد) در جستجوی اسیدهای آمینه، بلوک‌های سازنده اساسی پروتئین‌ها. در عوض، آن‌ها آثاری از این مولکول‌های آلی بی‌سابقه بزرگ را شناسایی کردند. سپس محققان با استفاده از مدل‌سازی ریاضی و داده‌های حاصل از آزمایش‌های رادیولیز، زمان را به عقب برگرداندند تا فراوانی اولیه این مولکول‌ها را زمانی که میلیاردها سال پیش برای اولین بار در سنگ‌گل رسوب کرده بودند، برون‌یابی کنند.

آلکان‌های موجود در نمونه سنگ‌گل در حال حاضر فراوانی بین 30 تا 50 قسمت در میلیارد (ppb) را نشان می‌دهند. با این حال، سنگ‌گل کامبرلند برای حدود 80 میلیون سال در معرض محیط خشن و غنی از تشعشع سطح مریخ قرار داشته است. این قرار گرفتن طولانی‌مدت به دلیل بمباران چند میلیارد ساله ذرات پرانرژی از خورشید و فضای عمیق، محتوای آلی آن را به ناچار تخریب کرده است. محققان تخمین می‌زنند که مواد بازیابی شده احتمالاً تنها کسری ناچیز، شاید چندین مرتبه کمتر، از محتوای لیپیدی اولیه را نشان می‌دهد که دو و نیم میلیارد سال پیش در واحد رسوبی گنجانده شده بود.

با به‌کارگیری بینش‌های حاصل از آزمایش‌های رادیولیز قبلی، دانشمندان فراوانی اولیه "محافظه‌کارانه" برای آلکان‌ها، یا اسیدهای چربی که از آن‌ها تکه تکه شده بودند، را در محدوده 120 تا 7700 ppb محاسبه کردند. این طیف گسترده یک سوال حیاتی را مطرح می‌کند: آیا منابع غیربیولوژیکی (غیرزیستی) می‌توانند به طور کامل این مقادیر قابل توجه را توضیح دهند، یا فرآیندهای بیولوژیکی در تشکیل آن‌ها نقش داشته‌اند؟

تیم تحقیقاتی به طور سیستماتیک سناریوهای غیرزیستی متعددی را ارزیابی کرد. آنها ابتدا منشأ فضایی را در نظر گرفتند، مانند تحویل از طریق ذرات غبار بین‌سیاره‌ای (IDP) یا شهاب‌سنگ‌ها. این مورد تا حد زیادی رد شد زیرا IDP‌ها نمی‌توانند به سنگ نفوذ کنند و هیچ نشانه‌ای از برخورد شهاب‌سنگ در محل نمونه‌برداری وجود نداشت. سناریوی دوم، شامل نشست مولکول‌های آلی از اتمسفر باستانی مریخ، نیز برای توضیح فراوانی مشاهده‌شده ناکافی تلقی شد، زیرا مه اتمسفری اولیه سیاره به اندازه کافی متراکم نبود تا چنین مقادیری را تولید کند.

تعاملات آب-سنگ، یک مسیر غیرزیستی بالقوه دیگر، معمولاً مولکول‌های آلی کوچک‌تر تولید می‌کند. در حالی که مولکول‌های اسید چرب می‌توانند از طریق مسیرهای مختلف دمای بالا تشکیل شوند، سنگ‌گل کامبرلند هیچ شواهدی مبنی بر تجربه گرمای لازم نشان نداد. با وجود رد این نظریه‌ها، یک فرآیند غیربیولوژیکی را نمی‌توان به طور کامل رد کرد: این احتمال که برخی از مواد آلی به صورت غیرزیستی در سیستم‌های هیدروترمال مریخ تشکیل شده و سپس توسط سیالات آبکی غنی از مواد آلی به سطح منتقل شده باشند. نکته مهم این است که محققان تاکید کردند: "برای روشن شدن، ما ادعا نمی‌کنیم که شواهدی از حیات باستانی مریخ در سنگ‌گل کامبرلند یافت شده است."

با این وجود، نمونه کامبرلند غنی از چندین جزء مولکولی است که اغلب با فعالیت بیولوژیکی مرتبط هستند. این شامل کانی‌های رسی است که در حضور آب تشکیل می‌شوند؛ نیترات‌های مغذی؛ نوع خاصی از کربن مرتبط با فرآیندهای بیولوژیکی؛ و گوگرد، که به دلیل نقش آن در حفظ مولکول‌های آلی شناخته شده است. علاوه بر این، دهانه گیل، محل خلیج یلونايف، میلیون‌ها سال حاوی آب مایع بوده است، که از نظر تئوری زمان کافی برای آشکار شدن شیمی تشکیل‌دهنده حیات را فراهم کرده است.

با این حال، مریخ‌نورد کنجکاوی در توانایی خود برای تجزیه و تحلیل مولکول‌های حتی بزرگ‌تر، که ارتباط قوی‌تری با فرآیندهای بیولوژیکی دارند، محدودیت‌هایی دارد. کریستوفر هاوس، یکی از نویسندگان مطالعه و استاد علوم زمین در دانشگاه پنسیلوانیا، خاطرنشان کرد که چنین تحلیل‌هایی، حتی روی زمین، "همیشه بده‌بستان‌هایی دارند." بنابراین، در حالی که کنجکاوی ممکن است مولکول‌های بزرگ‌تر را شناسایی کند، ممکن است فاقد دقت لازم برای شناسایی قطعی آن‌ها باشد. گام بعدی فوری شامل انجام مطالعات تجربی روی زمین است که سنگ‌گل کامبرلند و شرایط مریخ را شبیه‌سازی می‌کنند تا بفهمند مولکول‌های آلی مانند اسیدهای چرب چگونه در چنین محیط‌هایی واکنش نشان می‌دهند. آرمان نهایی همچنان مأموریت بازگرداندن نمونه از مریخ است، که به دانشمندان امکان می‌دهد سنگ‌گل مریخ را مستقیماً با تجهیزات آزمایشگاهی پیشرفته تجزیه و تحلیل کنند، اگرچه این چشم‌انداز در حال حاضر با موانع لجستیکی قابل توجهی روبروست.

در حالی که وجود قطعی حیات گذشته یا حال مریخ یک سوال باز باقی می‌ماند، این یافته‌ها دلایل قابل توجهی برای خوش‌بینی در میان علاقه‌مندان به اخترزیست‌شناسی ارائه می‌دهند. نتیجه‌گیری محققان مبنی بر اینکه منابع غیربیولوژیکی به تنهایی نمی‌توانند فراوانی این ترکیبات آلی خاص را به طور کامل توضیح دهند، فرضیه منشأ بیولوژیکی را قانع‌کننده می‌سازد و امید به کشف پاسخ‌های عمیق درباره حیات فراتر از زمین را زنده نگه می‌دارد.

خبرگزاری اخباری