مشکلات احتمالی برای زندگی در قمرهای یخی

فقدان زمین خشکی در قمرهایی مانند اروپا و انسلادوس ممکن است باعث شود که اقیانوسهایی با فسفر، عنصر حیاتی که ما آن را می‌شناسیم، به وجود آوریم.

تصویر هنری کاسینی از انسلادوس
این تصویر را کاسینی از آبفشان‌های ماه زحل، انسلادوس به تصویر کشیده است.
ناسا / JPL-Caltech

در شکار زندگی، وجود آب حاکم است، یک عنصر کلیدی برای زندگی که ما آن را می‌شناسیم. انرژی نیز یک ماده ضروری است که برای اجرای واکنش‌های شیمیایی که زندگی به آن وابسته است، نیاز داریم. اما تحقیقات جدید به یک عنصر فراموش شده نیز نگاهی می‌اندازد: عنصری که امکان زندگی را در بعضی جاها محدود می‌کند. به دلیل دسترسی محدود این عنصر، آبهای دنیاهایی مانند ماه غول پیکر انسلادوس و ماه اروپای ژوپیتر ممکن است همانگونه که قبلا تصور میشد، قابل سکونت نباشند.

هر دو اروپا و انسلادوس حاوی اقیانوس زیر پوسته یخی هستند و شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که آنها باید منابع انرژی مانند دریچه‌های زمین گرمایی در طبقات اقیانوسی خود داشته باشند. این ترکیب این قمرها را هدف قرار داده و به دنبال شکار زندگی است.

اما اقیانوسهای آنها ممکن است باعث شوند که امکان زندگی در آنها وجود نداشته باشد. با توجه به مطالعات Manasvi Lingam و Avi Loeb (دانشگاه هاروارد)، فراوانی فسفر برای زندگی در دو جهان ایجاب می کند. اگرچه فسفر یکی از شش عنصر مهم تشکیل دهنده فرایندهای بیولوژیکی در زمین است، اما فسفر در اثر تعاملات با زمین خشک تولید شده یا آزاد می‌شود، چیزی که به شدت در دنیای تحت پوشش یخ مصداقی ندارد. دیگر پنج عنصر کلیدی عبارتند از کربن، هیدروژن، نیتروژن، اکسیژن و گوگرد.

لینگام می گوید: “براساس تاریخ تکامل و زمین شناسی زمین، معتقد است که فسفر عنصر محدود کننده‌ای است.” “این عنصر” مواد مغذی نهایی زندگی “نامیده می شود، زیرا محدود کردن میزان بیوماس موجود در زیست بوم را می تواند به همراه داشته باشد.”

فسفر به عنوان یکی از ترکیبات مولکول ذخیرۀ انرژی آدنوزین تری فسفات، نقش کلیدی در متابولیسم دارد. ستون فقرات قندی فسفات، چارچوب ساختاری DNA و RNA را تشکیل می دهد، که دو عنصر ضروری دیگر برای زندگی، همانطور که ما آن را می‌شناسیم. فسفر حتی غشایی را تشکیل می‌دهد که سلول را به هم متصل می‌کند و به عنوان یک دروازه بان عمل می‌کند، به این ترتیب مولکول‌های مفید می‌توانند در حین خدمت از آن به عنوان یک مانع برای مواد مضر استفاده کنند.

مواد سنگی منظومه شمسی حاوی فسفر و سایر عناصر هستند، آنها در عمق زمین به دام می‌افتند تا زمانی که آزاد شوند. بر روی زمین، فسفر عمدتا از طریق فرسایش به اقیانوس‌ها منتقل می‌شود. رودخانه‌ها سنگ‌های قاره‌ای را فرسایش داده و باد فسفرهایی را که بر روی زمین قرار دارند و یا از آتشفشان‌ها فوران کرده‌اند حمل می کند. هیچ یک از این روشها برای محیط انسلادوس یا اروپا عملی نیستد، جایی که تقریبا اتمسفر و زمین خشکی وجود ندارد.

تصویر برش داخلی انسلادوس
تصویری از داخل ماه زحل، انسلادوس نشان دهنده یک اقیانوس آب مایع بین هسته سنگی و پوسته یخی آن است. (ضخامت لایه ها به مقیاس) ناسا / JPL-Caltech

در عوض، دنیای اقیانوسها به احتمال زیاد فسفر را از کف اقیانوس به دست می‌آورند، به طوری که آب به تدریج در سنگ پراکنده می‌شود. این فرآیند به طور قابل توجهی کندتر از فرسایش با آب رودخانه‌ای اسیدی است و اجازه می دهد که کمتر از این عنصر در طول زمان به اقیانوس نفوذ کند. Lingam و Loeb در مقاله خود، منتشر شده در تاریخ 12 سپتامبر در مجله نجوم،  دریافت که فسفر کمتر به اقیانوس‌های انسلادوس و اروپا نسبت به زمین وارد می شود.

Loeb می گوید: “زندگی [بر انسلادوس و اروپا] احتمالا به مقدار زیادی نسبت به زمین محدود می شود.” “آنها می توانند شکلی از زندگی داشته باشند، اما ممکن است مثل زمین نتواند پیچیده باشد … میزانی که پیچیدگی زندگی پیشرفت می‌کند، به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.”

این بدان معنا نیست که ماموریت‌هایی برای کشف جهان، در این گونه دنیاها عملی نشود. درک این محیط ها می تواند به دانشمندان کمک کند محدودیت های نحوه زندگی در قمرها نسبت به روی زمین درک کنند. در حال حاضر، لینگام می گوید، دانشمندان نمی دانند چقدر فسفر برای زندگی بر روی زمین  و خیلی کمتر از سایر جهان ها ضروری است.

این کمبود دانش دلیل دیگری برای پیشبرد تحقیقات بر روی قمرهای یخی است. مورگان کابل (آزمایشگاه پیشرانش جت) می گوید: “بزرگترین مشکل در تلاش برای محدود کردن یا درک اینکه آیا زندگی می تواند در این محیط ها وجود داشته باشد این است که ما در مورد آنها خیلی نمی دانیم. “تا زمانی که محدودیت های بیشتری در خصوص عناصر کلیدی مانند فسفر داشته باشیم، می‌توان نتیجه گیری های محکمی بر پایه مواد مهم برای حیات گرفت.”

در حالی که حفاری  اقیانوس های زیرزمینی ممکن است برای چندین دهه رخ ندهد، اروپا و انسلادوس ممکن است نقاط قوت بیشتری در مورد آنچه که در اقیانوس هایشان اتفاق می افتد، از جمله شانس اندازه گیری مقدار فسفر در آب خود را ارائه دهند.

منبع: https://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/trouble-for-life-icy-moons/

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *