منشأ کربن کشف شده در مریخ ممکن است فعالیت های زیستی باشد - کی آنلاین

مریخ نورد کنجاوی (Curiosity) ناسا که از سال 2012 میلادی به کاوش دهانه گیل (Gale Crater) می پردازد، تا کنون به یافته های هیجان انگیزی در سیاره سرخ دست یافته است، از جمله کشف کربن، که حالا دانشمندان بیان می نمایند می تواند بر اثر فعالیت های زیستی شکل گرفته باشد.

طبق مجموعه مقالات آموزشگاه ملی علوم آمریکا که 17 ژانویه (27 دی) ارائه شد، تجزیه وتحلیل ایزوتوپ های کربن در نمونه های رسوبی گرفته شده از ده ها مکان، ازجمله یک صخره در معرض جو، باعث شده تا پژوهشگران سه شرح احتمالی را برای منشأ کربن مطرح نمایند؛ گردوغبار کیهانی، تجزیه فرابنفش کربن دی اکسید یا تجزیه فرابنفش متان فراوری شده به وسیله فعالیت های زیستی. فرآیندهایی که امروزه روی زمین غیرمعمول هستند.

کربن دو ایزوتوپ پایدار 12 و 13 دارد. دانشمندان با مشاهده مقادیر هر ایزوتوپ در یک ماده می توانند جزئیات مربوط به چرخه کربنی را حتی اگر مدت ها پیش روی داده باشد، مشخص نمایند. کریستوفر اچ. هاوس (Christopher H. House) استاد علوم زمین دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا گفت: مقادیر کربن 12 و کربن 13 در منظومه شمسی، مقادیری است که در زمان شکل گیری منظومه شمسی وجود داشته است. هر دو ایزوتوپ در همه چیز وجود دارند، اما چون کربن 12 سریع تر از کربن 13 واکنش نشان می دهد، شناسایی مقادیر نسبی هر یک در نمونه ها، می تواند چرخه کربن آن را آشکار کند.

بدین ترتیب مریخ نورد با حفاری لایه های سطحی سنگ ها، نمونه هایی را از لایه های رسوبی درون آن ها را جمع آوری نموده و با حرارت دادن آن ها در غیاب اکسیژن، مواد شیمیایی را جدا نموده است. طیف سنجی کربن آزاد شده به وسیله این فرآیند آذرکافت (پیرولیز)، مقادیر زیاد کربن 12 و کربن 13 را بسته به محل یا زمانی که نمونه اصلی تشکیل شده است، نشان می دهد. بعضی مقادیر کربن، از کربن 13 خالی شده، اما نمونه های دیگر سرشار از آن بودند.

اکنون این نمونه های خالی شده، به گفته هاوس شبیه نمونه های زمینی شکل گرفته بر پایه فعالیت های زیستی هستند. این نمونه های زمینی در استرالیا، از رسوبات 2.7 میلیارد ساله گرفته شده اند. زمانی که متان به وسیله تشکچه های میکروبی باستانی (صفحات چندلایه از میکروارگانیسم ها) مصرف می شد.

هرچند نمی توان با قطعیت همین را درباره مریخ گفت زیرا ممکن است از مواد و فرآیندهای متفاوتی نسبت به زمین تشکیل شده باشد؛ بنابراین باید هر یک از سه شرح احتمالی مطرح شده را به دقت آنالیز کرد.

درباره شرح گردوغبار کیهانی، هاوس اظهار داشت که برای شکل گیری لایه ای به میزان نمونه تهیه شده به وسیله مریخ نورد کنجکاوی، باید ابری از غبار کهکشانی ابتدا دمای مریخ را در حالی که هنوز دارای آب بود، کاهش می داد و یخچال های طبیعی ایجاد می کرد. سپس باید گردوغبار روی یخ رسوب نموده باشد و پس از ذوب یخ، لایه خاک حاوی کربن را بر جای گذاشته باشد. شرحی که شواهد اندکی از آن وجود دارد اما برای تأیید یا رد، احتیاج به تحقیقات بیشتری است.

شرح دوم تبدیل کربن دی اکسید به وسیله پرتو فرابنفش به ترکیبات آلی مانند فرمالدهید است. طبق بعضی پژوهش ها این فرآیند جداسازی، ممکن است به وسیله پرتو فرابنفش (UV) انجام گردد اما نتایج هنوز کافی نیست.

سومین روش اما به مبنای بیولوژیکی نمونه های خالی شده از کربن 13 اشاره دارد. نمونه های مشابه بر روی زمین یا به عبارتی امضای زمین شناسی خالی شده از کربن، نشان می دهد که میکروب های گذشته، متان زیستی (میکروبی) فراوری شده را مصرف نموده اند.

مریخ باستان هم ممکن است دارای توده های بزرگی از متان زیستی زیرسطحی بوده باشد که با رسیدن به سطح یا به وسیله میکروب های سطحی مصرف شده اند یا بر اثر نور فرابنفش واکنش داده و مستقیما روی سطح رسوب نموده باشند. با توجه به اینکه هنوز شواهدی از میکروب های سطحی وجود ندارد، واکنش متان با نور فرابنفش احتمال بالاتری دارد.

همچنان هر سه شرح احتمالی برای منشأ کربن، یک چرخه کربن نامتعارف و برخلاف چیزی هستند که امروزه روی زمین روی می دهد. بنابراین به داده های بیشتری احتیاج است و اگر یک مریخ نورد مانند کنجکاوی یا پشتکار بتواند منبع بزرگ متان را تشخیص دهد و ایزوتوپ های آن را میزان بگیرد، جهش بزرگی در این تحقیقات انجام خواهد شد. علاوه بر این کشف بقایای تشکچه های میکروبی یا شواهدی از رسوبات یخبندان هم یافته مهمی خواهد بود.

در هر صورت، داده های 9 سال کاوش کنجکاوی یک هدف طولانی مدت در کاوش مریخ، یعنی میزان گیری ایزوتوپ های مختلف کربن را محقق نموده است. یکی از مهم ترین ابزارهای زمین شناختی که با یافته های بیشتر می تواند پرده از اسرار حیات در مریخ باستان بردارد.

عکس کاور: حفره ایجاد شده در سطح رسوبی دهانه گیل به وسیله مریخ نورد کنجکاوی

Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS

منبع: SciTechDaily