احتمال وجود اکسیژن لازم برای حیات در آب‌های مریخ

احتمال وجود اکسیژن لازم برای حیات در آب‌های مریخ

سال‌ها تصور می‌شد مریخ خشک و لم‌یزرع است و محل خوبی برای رشد و توسعه‌ی حیات نباشد؛ اما بر اساس پژوهش‌های چند سال گذشته شوراب‌ها و دریاچه‌های زیرزمینی متعددی در مریخ کشف شده‌اند.

در نتیجه بر اساس شرایط آبی می‌توان به رشد حیات در سیاره‌ی سرخ امیدوار بود. بر اساس پژوهش جدیدی که در مجله‌ی Nature Geoscience منتشر شده است، شوراب در زیر سطح مریخ به‌ویژه در نزدیکی قطب‌ها می‌تواند حاوی مولکول اکسیژن باشد (که برای زندگی رو زمین ضروری است).

بر اساس این کشف هیجان‌انگیز سیاره‌ی سرخ می‌تواند پناهگاهی را برای زندگی میکروبی یا رشد جانداران ساده‌ای مثل اسفنج‌ها فراهم کند. در حدود ۳.۸ میلیارد تا ۴ میلیارد سال پیش سطح مریخ مانند زمین بود و شرایط مناسبی برای حیات روی آن وجود داشت. در آن زمان مریخ دارای یک جو ضخیم، جریان‌های آبی در سطح، میدان مغناطیسی و آتشفشان بود.

امروزه سطح این سیاره خشک و سرد است. دمای این سیاره در طول روز ۵ الی ۱۰ درجه‌ی سانتی‌گراد است و در شب به منفی ۱۰۰ تا ۱۲۰ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رسد؛ در واقع فشار جوی آن امروزه کمتر از یک صدم فشار جوی زمین است و این یعنی جریان آب به سرعت در جو تبخیر می‌شود.

اما آب در زیر سطح‌ این سیاره به دام افتاده است. خاصیت آتشفشانی از بین رفته و تنها میدان‌های مغناطیسی پوسته‌ای از آن در مقابل تشعشعات خورشیدی در نیم‌کره‌ی جنوبی محافظت می‌کنند. به همین دلیل زندگی در سطح مریخ کنونی بعید به‌نظر می‌رسد.

شواهد به‌دست‌آمده

بر اساس شواهد به‌دست‌آمده از مریخ‌نوردهای کریاسیتی و مارس اکسپرس ردپاهایی از متان در سطح مریخ وجود دارد. منبع این متان می‌تواند ناشی از فعالیت‌های گرمابی (جریان آب گرم) یا حیات میکروبی باشد. در سطح زمین تنها باد معده‌ی گاو‌ها می‌تواند ۲۵ تا ۳۰ درصد از متان موجود در جو را تأمین کند. هر کدام از احتمالات درک جدیدی را از سیاره‌ی سرخ ارائه می‌کنند اما بعید نیست که منبع حیات یک نمونه و کشف بی‌سابقه و حیرت‌انگیز هم باشد.

مدارپیمای مشترک اروپایی روسی Exo Mars Trace Gas در حال حاضر در حال بررسی منبع این متان است. مدار پیمای اکتشافی ناسا هم موفق به کشف ویژگی‌های فصلی موسوم خط شیب بازگشتی شده است، این الگوهای رگه‌مانند می‌توانند نشان‌دهنده‌ی نشت طبیعی آب روی سطح این سیاره باشند.

با این حال، تعریف‌های متعددی برای این پدیده وجود دارد. به عقیده‌ی بعضی دانشمندان ممکن است این رگه‌ها بر اساس حرکت شن‌ها به‌وجود آمده باشند. مریخ‌‌نوردها همچنین موادی شامل کلسیم و پرکلرات منیزیم را در نزدیکی حفره‌های آبی و مناطق دیگر پیدا کردند و این شواهد اثباتی برای وجود شوراب‌ها هستند.

اخیرا مأموریت مارس اکسپرس ESA (سازمان فضایی اروپا) به شواهدی مبنی بر وجود آب مایع در زیر سطح منطقه‌ی قطب جنوب مریخ دست یافته که احتمالا یک دریاچه‌ی زیرزمینی است. این دریاچه هم یک شوراب است که عرض آن به ۲۰ کیلومتر می‌رسد و در عمق ۱.۵ کیلومتری سطح قرار گرفته است. در نتیجه ممکن است اکسیژن موجود در جو مریخ در شوراب‌های آن با دما و فشاری نزدیک به سطح مریخ وجود داشته باشد.

در مرحله‌ی بعد پژوهشگرها با یک مدل جوی، به بررسی این فرضیه در موقعیت‌ها و زمان‌های مختلف پرداختند. محیط‌های مایع حاوی اکسیژن مولکولی در سطح مریخ پراکنده هستند اما نزدیک به قطب‌ها به دلیل شرایط سردتر به‌صورت متمرکز هستند.

بر اساس مدل‌های کامپیوتری این شرایط می‌تواند تراکم‌ اکسیژن کافی برای رشد میکروب‌های هوازی را فراهم کند (حشراتی که نیاز به اکسیژن دارند). روی زمین حیات از طریق فتوسنتز به تکامل رسیده و به این صورت اکسیژن قابل تنفس برای زندگی هوازی فراهم شده است. بر اساس نتایج جدید، اکسیژن قابل تنفس را می‌توان به‌صورت مستقل از فتوسنتز تولید کرد. روش اکسایش سنگ‌ها روی سطح سیاره هم بر اساس این نتایج قابل توصیف هستند.

سرنخ‌هایی برای کاوش‌های فضایی

بنابراین چگونه می‌توان به شواهد حیات در سطح مریخ دست یافت؟ مأموریت‌های فعلی مریخ نقشه‌ای جهانی از مواد معدنی و همین‌طور اطلاعات سطح آن را فراهم می‌کنند.

نتایج اخیر مریخ‌نوردهایی مثل کریاسیتی نشان می‌دهند مولکول‌های زیستی در سطح مریخ می‌توانند طول عمر بیشتری داشته باشند. برنامه‌ریزی برای ارسال مریخ‌نورد ناسا با‌عنوان Mars 2020 آغاز شده است؛ این مریخ‌نورد به جمع‌آوری نمونه‌های مأموریت NASA ESA خواهد پرداخت.

در حالی‌ که مریخ‌نوردهای ناسا تنها برای حفاری پنج سانتی‌متر سطح طراحی شده‌اند، مریخ‌نورد مأموریت مشترک روسیه و سازمان فضایی اروپا، ExoMars 2020 قادر خواهد بود تا دو متر از سطح را حفاری کند. تشعشعات فرابنفش و خورشیدی می‌توانند به سطح نفوذ کنند و به حیات آسیب بزنند؛ اما این مأموریت امید به یافتن حیات روی مریخ را بیش‌ازپیش افزایش خواهد داد.

موقعیت فرود مریخ‌نورد ExoMars از میان دو کاندید انتخاب شده است: مارث والیس و اکسیا پلانوم که هردو از محیط‌های آبی و کهن مریخ هستند. اگرچه هدف استراتژی فعلی جستجوی علائم حیات کهن روی مریخ است، اما حیات فعلی هم در صورت وجود بررسی خواهد شد. برای بررسی وجود یا عدم وجود شاخصه‌ها و علائم زیستی روی سطح مریخ باید منتظر نتایج ExoMars ماند و در طولانی‌مدت به تحلیل نمونه‌ها پرداخت.

با اینکه مریخ نورد به حوزه‌های آبی یا دریاچه‌ای دسترسی نخواهد داشت اما شواهدی مبنی بر وجود شورآب‌ها در موقعیت‌های دیگر هم وجود دارد؛ بنابراین احتمال وجود شوراب‌ها در موقعیت‌های مورد بررسی ExoMars وجود دارد. بررسی شوراب‌ها زمینه‌ای را برای پژوهش‌های آینده فراهم می‌کند؛ اما محدوده‌ی بررسی به شرایط حفاری روی سیاره‌ی سرخ هم وابسته است.

حفاری تا عمق ۱.۵ کیلومتر برای نمونه‌برداری از دریاچه، پروژه‌ی بزرگ و فراتر از فناوری‌های فعلی است؛ اما فعلا می‌توان به سطوح کم عمق تر شوراب‌ها از جمله نشت‌های آبی دست پیدا کرد. یکی از موانع دیگر قوانین محافظت سیاره‌ای است که بر اساس آن نباید موقعیت سیاره به خطر بیفتد و آلوده شود. با این حال امید برای کشف حیات روی مریخ با وجود این موانع همچنان به قوت خود باقی مانده است.