سیارک‌ها و هیدروژن، دستورالعمل بزرگ برای پیدایش زندگی در مریخ؟!

داده‌های مریخ‌نورد کنجکاوی ناسا در مقاله جدیدی ارایه شده که نشان می‌دهد نحوه برخورد سیارکها با اتمسفر مریخ باستانی، می‌تواند مواد کلیدی را برای زندگی تولید کند. این داده‌ها توسط تحلیل نمونه‌گیری کنجکاوی مریخ ارائه شده است. اعتبار: NASA / JPL-Caltech / MSSS

مطالعه جدید نشان می‌دهد که اگر جو مریخ غنی از هیدروژن بود، برخورد سیارکی در مریخ باستانی می‌تواند مواد تشکیل دهنده کلیدی برای زندگی را توضیح دهد. جو غنی از هیدروژن بر روی مریخ همچنین می‌تواند توضیح دهد که چگونه سیاره پس از اتمسفر نازک، قابل سکونت باقی می‌ماند. این مطالعه از داده‌های مأموریت کنجکاوی ناسا در مریخ استفاده کرده و توسط محققان در تجزیه و تحلیل نمونه‌های کنجکاوی در تیم مرسدس (SAM) و همکاران بین المللی آن انجام شده است.

این عناصر کلیدی، نیتریت (NO2) و نیترات (NO3)، فرمهای ثابت نیتروژن هستند که برای ایجاد و پایداری زندگی آنها را می‌شناسیم. کنجکاوی آنها را در خاک و نمونه‌های سنگی کشف کرد که از آن در گیل، محل دریاچه‌های باستانی و سیستم‌های آب زیرزمینی مریخ عبور می‌کرد.

محققان برای درک اینکه چگونگی ذخیره‌سازی نیتروژن در دهانه، نیاز به بازسازی جوامع اولیه مریخ در اینجا بر روی زمین دارند. این مطالعه که توسط دکتر رافائل نوارو گونزالس انجام شده و توسط گروهی از دانشمندان در موسسه علوم هسته‌ای دانشگاه ملی مکزیک در مکزیکو‌سیتی رهبری می‌شود، ترکیبی از مدل‌های نظری و داده‌های تجربی را برای بررسی نقش هیدروژن در تغییر دادن نیتروژن به نیترات با استفاده از انرژی برخورد سیارکی استفاده می‌کنند. مقاله در ژانویه در مجله تحقیقات ژئوفیزیکی: سیارات منتشر شد.

در آزمایشگاه، این گروه از پالس‌های پرتو لیزر مادون قرمز برای شبیه‌سازی شوک‌های انرژی بالا که توسط سیارک‌ها ایجاد  شده و  به فضا پرتاب می‌شود استفاده کرد. پالس‌ها به یک مخزن حاوی مخلوط گازهای هیدروژن، نیتروژن و گاز دی‌اکسید‌کربن، به نمایندگی از جو مریخ اولیه متمرکز شدند. پس از شلیک لیزر، نمونه‌برداري حاصل به منظور تعیین مقدار نیترات تشکیل شده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج به دست‌آمده کم‌کم تعجب‌آور بود.

ناوارو گونزالس گفت: “شگفتی بزرگ این بود که عملکرد نیترات، زمانی که هیدروژن در آزمایش‌های شوک لیزری گنجانده شد افزایش یافت (که برخورد سیارکی را شبیه‌سازی می‌کرد).” هیدروژن منجر به یک محیط با کمبود اکسیژن می‌شود، در حالی که تشکیل نیترات نیاز به اکسیژن دارد، اما حضور هیدروژن منجر به خنک شدن سریع‌تر گاز شوک گرم شده است، به دام انداختن اکسید نیتریک، پیش ماده نیترات، در سطح بالا دمايی که عملکرد آن بالاتر بود. “

اگر چه این آزمایش‌ها در محیط آزمایشگاهی کنترل شده میلیون‌ها مایل دورتر از سیاره سرخ انجام شده است، محققان می‌خواستند نتایج حاصل از مریخ‌نورد کنجکاوی را با استفاده از ابزار SAM در روتور، شبیه‌سازی کنند. SAM نمونه‌هایی را که از سنگ استخراج شده‌اند و یا از ابزار دست مکانیکی آن‌ها از سطح به دست می‌آید و به دنبال اثر انگشت شیمیایی گازهای آزاد شده می‌پردازد.

کریستوفر مک کی، یکی از همکارانش در مرکز تحقیقات آمیس ناسا در دره سیلیکون کالیفرنیا، گفت: “SAM در کنجکاوی اولین ابزار برای شناسایی نیترات بر روی مریخ بود.” “به دلیل سطح پایین گاز نیتروژن در اتمسفر، نیترات تنها فرمول نیتروژن مضر زیستی در مریخ است بنابراین حضور آن در خاک از اهمیت زیادی برخوردار است. این مقاله به ما در درک منابع احتمالی این نیترات کمک می‌کند. “

چرا اثرات هیدروژن شگفت‌انگیز بود؟ با وجودی که سطح مریخ امروزه سرد و بی‌رحمانه است، دانشمندان بر این باورند که اتمسفر ضعیف غنی از گازهای گلخانه‌ای مانند دی‌اکسیدکربن و بخار آب ممکن است در گذشته سیاره را گرم کرده باشد. برخی از مدل‌های آب و هوایی نشان می‌دهد که افزودن هیدروژن در اتمسفر ممکن است به منظور افزایش درجه حرارت، به اندازه کافی برای داشتن آب مایع در سطح زمین لازم باشد.

جنیفر استرن، ژئو شیمیست سیاره‌ای در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در گرینبلت، مریلند، و یکی از همکاران محقق مطالعه، گفت: “داشتن هیدروژن به عنوان یک گاز گلخانه‌ای در جو، هم به دلیل تاریخ آب و هوایی مریخ و هم برای زیست‌پذیری، جالب توجه است.”. “اگر ارتباطی بین دو چیز که برای آب و هوا مناسب است، وجود داشته باشد. آب و هوای بالقوه گرمتر با آب مایع روی سطح و افزایش تولید نیترات است که برای زندگی ضروری است، این موضوع بسیار هیجان‌انگیز است. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد این دو چیز که برای زندگی حیاتی هستند، با یکدیگر هماهنگ می‌شوند و یکی حضور دیگری را تقویت می‌کند. “

اگرچه ترکیب جو در اوایل تاریخچه مریخ بصورت یک رمز و راز باقی می‌ماند، این نتایج ممکن است قطعه‌های بیشتری را برای حل این پازل آب و هوا فراهم کند.

 ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع

Asteroids, hydrogen make great recipe for life on Mars

March 26, 2019, NASA

https://phys.org/news/2019-03-asteroids-hydrogen-great-recipe-life.html