Sci - nature wiki

مسبار المريخ يكتشف توقيع الكربون الذي يلمح إلى مصدر الحياة السابق | علم

0

منذ عام 2012 ، تجولت المركبة الفضائية كيوريوسيتي التابعة لوكالة ناسا عبر المريخ ، وحفرت في الصخور وتشغيل الحبيبات عبر مختبر كيميائي متطور على متنها ، بهدف استخلاص أدلة على الحياة. اليوم ، أعلن فريق من العلماء المتجولين عن إشارة مثيرة للاهتمام ، إشارة قد تكون أو لا تكون دليلاً على الحياة الماضية ، لكنها على الأقل غريبة بشكل مدهش. وجد الفريق أن الكربون المحتجز في حفنة من الصخور التي سبرتها المركبة الجوالة مخصب بشكل كبير في نظائر الكربون الخفيفة. على الأرض ، يُنظر إلى الإشارة كدليل قوي على الحياة الميكروبية القديمة.

وبالنظر إلى أن هذا هو المريخ ، فإن الباحثين يترددون في تقديم أي ادعاءات كبيرة ، وقد عملوا بجد لتلفيق تفسيرات بديلة غير بيولوجية تشمل الضوء فوق البنفسجي (UV) وغبار النجوم. لكن هذه البدائل بعيدة المنال على الأقل مثل السيناريو الذي تنبعث فيه الميكروبات الجوفية الكربون المخصب مثل غاز الميثان. خلص الفريق إلى أن الدراسة “تزيد من معقولية” أن الميكروبات كانت موجودة على الكوكب في يوم من الأيام – ولا يزال بإمكانها حتى اليوم ، كما يقول كريستوفر هاوس ، عالم الكيمياء الجيولوجية الحيوية في جامعة ولاية بنسلفانيا ، وبارك يونيفيرسيتي بارك ، والمؤلف الرئيسي للدراسة ، التي نُشرت اليوم في ال وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.

يتفق مارك هاريسون ، عالم الكواكب بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ، وغير المنتسب إلى فريق المسبار ، على أن تخصيب الكربون هو تلميح محير للحياة القديمة. لكنه يقول: “المؤلفون محافظون بشكل مناسب” ، مشيرًا إلى أن مثل هذه التوقيعات محل نقاش حتى على الأرض وأنه لا يمكن استبعاد التفسيرات غير البيولوجية.

تستفيد الدراسة الجديدة من الرؤية العريقة: الحياة كسولة. يوجد الكربون في شكلين نظيريين مستقرين: الكربون “الخفيف” -12 ، والذي يشكل الغالبية العظمى من الكربون ، والكربون -13 ، الذي يثقله نيوترون إضافي. بسبب هذا النيوترون الإضافي ، يميل الكربون -13 إلى تكوين جزيئات ذات روابط أقوى قليلاً. نتيجة لذلك ، طورت الحياة آليات تفضل تقسيم الكربون -12 بشكل أسهل ، ومعظم الجزيئات العضوية التي خلقتها الحياة غنية بالكربون -12. الميثان من حقول الأرز ، على سبيل المثال ، غني بالكربون الخفيف ، مقارنة بالميثان غير البيولوجي من فتحات قاع البحر الحرارية المائية.

نظر الفريق في 24 عينة صخرية مختلفة تم حفرها خلال رحلة كيوريوسيتي عبر فوهة غيل ، والتي تحتوي على أحجار طينية لبحيرة قديمة. تم تحميص الصخور المسحوقة في فرن في بطن العربة الجوالة ، مما أدى إلى تحويل كميات ضئيلة من الكربون المحتجز في الصخر إلى غاز الميثان. ثم تم فحص الغاز بواسطة الليزر ، والذي كشف عن تركيب نظائر الميثان. اختلفت النتائج على نطاق واسع ، ولكن في ستة مواقع ، كانت كمية الكربون -12 إلى الكربون -13 أعلى من 70 جزءًا في الألف من المعيار المرجعي الأرضي. يقول هاوس: “هذه إشارات مثيرة”. نظرًا لأن أقوى الإشارات جاءت من الصخور الموجودة أعلى التلال والارتفاعات الطبوغرافية الأخرى في الحفرة ، يعتقد الفريق أن الكربون المخصب قد ترسب بطريقة ما من الغلاف الجوي منذ مليارات السنين ، بدلاً من تركه بواسطة رواسب البحيرة.

قد يكون تركيز الكربون الخفيف على هذه المستويات العالية قد اتخذ خطوات متعددة. يتصور الباحثون ميكروبات عميقة تحت السطح ، تتغذى على الكربون الخفيف قليلاً الموجود في الصهارة المريخية ، وينبعث منها غاز الميثان. (إن الغلاف الجوي للمريخ يعاني من نقص في الكربون الخفيف ، لذلك يعتبره الباحثون مادة أولية ميكروبية غير محتملة). وبعد ذلك ، تتغذى الميكروبات الأخرى على سطح المريخ على غاز الميثان المنبعث ، مما يزيد من مستويات الكربون الخفيف ، ويثبته في الحفرية. سجل عندما ماتوا.

ومع ذلك ، لم تر العربة الجوالة أي آثار مادية للميكروبات القديمة ، لذلك يقول الباحثون إنه من المحتمل أيضًا أن تكون الميكروبات العميقة قد بدأت في عملية التخصيب ، مع ضوء الأشعة فوق البنفسجية الذي يقودها لبقية الطريق. قد يكون ضوء الأشعة فوق البنفسجية قد كسر الميثان الميكروبي ، مما يزيد من إثراء الكربون الخفيف مع إنتاج منتجات ابنة مثل الفورمالديهايد التي ستستقر في النهاية على السطح.

أو ربما النظام الشمسي الشاب ، بما في ذلك المريخ المبكر ، مر عبر سحابة بين النجوم من الغاز والغبار ، والتي يعتقد أنها تحدث كل 100 مليون سنة أو نحو ذلك. يكون الكربون الموجود في مثل هذا الغبار خفيفًا ، ويتطابق مع المستويات التي تراها كيوريوسيتي ، للحكم من خلال العينات المحاصرة في النيازك. ربما تكون السحابة قد حجبت ضوء الشمس وأغرقت المريخ في حالة تجمد عميقة ، مما تسبب في حدوث تجلد واسع النطاق ومنع الكربون الخفيف في مطر الغبار الكوني من التخفيف بواسطة مصادر الكربون الأخرى. يقر هاوس بأن السيناريو يتطلب مصادفة مذهلة للأحداث ، ولا يوجد دليل على حدوث تجلد في فوهة غيل. لكنه يقول إنه لا يمكن استبعاد ذلك.

بشكل أكثر واقعية ، تشير بعض الدراسات إلى أن الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن تولد الإشارة دون مساعدة من علم الأحياء على الإطلاق. يمكن أن تتفاعل الأشعة فوق البنفسجية مع ثاني أكسيد الكربون – الذي يشكل 96٪ من الغلاف الجوي للمريخ – لإنتاج أول أكسيد الكربون المخصب بالكربون 12. يقول يويشيرو أوينو ، عالم الكواكب في معهد طوكيو للتكنولوجيا ، إنه أكد مؤخرًا أن العملية يمكن أن تحدث في نتائج معملية غير منشورة. يقول: “نسب نظائر الكربون المُبلغ عنها هي بالضبط ما توقعته”.

يقول أوينو إن المريخ في وقت مبكر ربما كان له غلاف جوي مختلف ، ربما يكون غنيًا بالهيدروجين ، والذي تفاعل مع أول أكسيد الكربون لتكوين مجموعة من الجزيئات العضوية. هؤلاء سوف يسقطون في النهاية من الهواء ، ويودعون التوقيع الذي تم الكشف عنه.

كل هذه السيناريوهات ستحدث في الماضي القديم. لكن كيوريوسيتي تستنشق الكربون الموجود في هواء المريخ اليوم. اكتشف الميثان ، ولكن بتركيزات منخفضة جدًا بحيث لا تستطيع المركبة الجوالة قياس مستويات نظائر الكربون مباشرة. (المربك ، الأدوات الحساسة في المدار لا ترى الميثان.) يقول هاوس إنه إذا تم الكشف عن الكربون الخفيف في عمود كثيف من الميثان ، فإن ذلك سيفتح إمكانية أكثر إثارة. “على الرغم من أننا ننظر إلى عملية قد تكون قديمة ، يمكن أن يكون الميثان اليوم من نفس المحيط الحيوي المستدام حتى الآن.”

Leave A Reply

Your email address will not be published.