شناسایی کربن توسط مریخنورد که به منبع حیات گذشته اشاره می‌کند!!
کربن “سبک” به طور چشمگیری می‌تواند با واکنش‌های جوی یا غبار کیهانی توضیح داده شود.
نمونه‌های سنگی از یکی از سایت‌های حفاری کنجکاوی در خط‌الراس ورا روبین به طور استثنایی با کربن 12 غنی شده بودند. NASA/JPL-CALTECH/MSSS
از سال 2012، مریخنورد کنجکاوی ناسا در مریخ می‌چرخد، صخره‌ها را حفاری و آزمایش می‌کند و هدف آن کشف شواهدی برای حیات است. امروز، تیمی از دانشمندان مریخ نورد سیگنالی جالب را اعلام کردند، سیگنالی که ممکن است شواهدی از زندگی گذشته باشد یا نباشد، اما حداقل به طرز شگفت‌آوری عجیب است. این تیم دریافت که کربن به دام افتاده در تعداد انگشت شماری از سنگهای کاوش شده توسط مریخنورد به طور چشمگیری از ایزوتوپهای سبک کربن غنی شده است. در زمین، این سیگنال به عنوان مدرکی قوی برای حیات میکروبی باستانی شناخته می‌شود.
با این حال، با توجه به اینکه اینجا مریخ است، محققان تمایلی به ارائه هیچ گونه ادعای بزرگی ندارند و آنها سخت تلاش کرده‌اند تا توضیحات جایگزین و غیربیولوژیکی شامل نور ماوراءبنفش (UV) و غبار ستاره‌ای را پیدا کنند. اما این گزینه‌ها حداقل به اندازه سناریویی که در آن میکروبهای زیرزمینی کربن غنی شده را مانند گاز متان منتشر می‌کنند، دور از ذهن هستند. کریستوفر هاوس، بیوژئوشیمی‌دان در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا، دانشگاه پارک و نویسنده اصلی این مطالعه در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم می‌گوید: این تیم نتیجه‌گیری می‌کند که این مطالعه «قبول‌پذیری» این امر را افزایش می‌دهد که زمانی میکروب‌ها در این سیاره وجود داشته‌اند – و هنوز هم می‌توانند وجود داشته باشند.
مارک هریسون، دانشمند سیاره‌شناسی در دانشگاه کالیفرنیا، لس‌آنجلس، که به تیم مریخنورد وابسته نیست، موافق است که غنی‌سازی کربن اشاره‌ای وسوسه‌انگیز به حیات باستانی است. اما او می‌گوید: «نویسندگان به‌طور مناسبی محافظه‌کار هستند» و اشاره می‌کند که چنین امضاهایی حتی در زمین نیز مورد بحث هستند و نمی‌توان توضیح‌های غیرزیستی را رد کرد.
مطالعه جدید از یک بینش قدیمی بهره می‌برد: کربن به دو شکل ایزوتوپی پایدار وجود دارد: کربن 12 “سبک” که اکثریت قریب به اتفاق کربن را تشکیل می‌دهد و کربن 13 که یک نوترون اضافی به آن اضافه می‌شود. به دلیل این نوترون اضافی، کربن 13 تمایل دارد تا مولکولهایی با پیوندهای کمی سختتر بسازد. در نتیجه، زندگی مکانیسم‌هایی را ایجاد کرده است که تقسیم کربن ۱۲ را آسان‌تر می‌کند و بیشتر مولکول‌های آلی ایجاد شده توسط حیات با کربن ۱۲ غنی می‌شوند. برای مثال، متان حاصل از شالیزارهای برنج، در مقایسه با متان غیربیولوژیکی منافذ هیدروترمال کف دریا، با کربن سبک غنی شده است.
این تیم به 24 نمونه سنگ مختلف حفر شده در طول سفر کنجکاوی در دهانه گیل پرداخت که حاوی گلسنگهای یک دریاچه باستانی است. سنگ پودر شده در کوره‌ای در داخل مریخنورد پخته می‌شد که مقدار کمی از کربن به دام افتاده در سنگ را به گاز متان تبدیل می‌کرد. سپس گاز توسط لیزر مورد بررسی قرار گرفت که ترکیب ایزوتوپی متان را آشکار کرد. نتایج بسیار متفاوت بود، اما در شش مکان، مقدار کربن 12 تا کربن 13 بیش از 70 قسمت در هزار بیشتر از استاندارد مرجع مبتنی بر زمین بود. هاوس می‌گوید: «اینها سیگنال‌های چشمگیری هستند. از آنجایی که قوی‌ترین سیگنال‌ها از صخره‌های بالای برآمدگی‌ها و دیگر ارتفاعات توپوگرافی در دهانه می‌آمدند، تیم بر این باور است که کربن غنی‌شده به‌نوعی بیلیونها سال پیش از اتمسفر رسوب کرده است، نه اینکه توسط رسوبات دریاچه باقی مانده باشد.
تغلیظ کربن سبک به چنین سطوح بالایی ممکن است طی چندین مرحله انجام شده باشد. محققان میکروبهای زیرسطحی عمقی را تصور می‌کنند که از کربن کمی سبک موجود در ماگمای مریخ تغذیه می‌کنند و گاز متان ساطع می‌کنند. (اتمسفر مریخ دارای کمبود کربن سبک است، بنابراین محققان آن را یک ماده اولیه میکروبی بعید می‌دانند.) سپس، میکروبهای دیگر در سطح از متان منتشر شده تغذیه می‌کنند، سطح کربن سبک را افزایش می‌دهند و آن را در فسیل ثابت می‌کنند که می‌توانید زمان مرگ آنها را ثبت کنید.
با این حال، مریخ نورد هیچ اثر فیزیکی از میکروبهای باستانی ندیده است، بنابراین محققان می‌گویند این امکان وجود دارد که میکروبهای عمقی نیز غنی‌سازی را آغاز کرده باشند و نور فرابنفش آن را در بقیه مسیر هدایت کند. اشعه ماوراءبنفش ممکن است متان میکروبی را از هم جدا کند و کربن سبک آن را غنی‌تر کند و در عین حال محصولاتی مانند فرمالدئید را ایجاد کند که در نهایت روی سطح بنشیند.
یا شاید منظومه شمسی جوان، از جمله مریخ اولیه، از میان یک ابر بین ستاره‌ای از گاز و غبار عبور کرده است که این پدیده تصور می‌شود هر 100 میلیون سال یا بیشتر اتفاق می‌افتد. کربن موجود در چنین گرد و غباری سبک است و با سطوح مشاهده شده توسط کنجکاوی مطابقت دارد تا از طریق نمونه‌های به دام افتاده در شهاب‌سنگها بررسی شود. ابر ممکن است جلوی نور خورشید را گرفته باشد و مریخ را در یخبندان عمیق فرو برده باشد که باعث یخبندان گسترده شود و از رقیق شدن کربن سبک در باران غبار کیهانی توسط منابع کربن دیگر جلوگیری کند. هاوس تصدیق می‌کند که این سناریو مستلزم تصادفی باورنکردنی از وقایع است و هیچ مدرکی از یخبندان در دهانه گیل وجود ندارد. اما او می‌گوید که نمی‌توان آن را رد کرد.
به طور معمول، چند مطالعه نشان می‌دهد که اشعه ماوراء بنفش می‌تواند سیگنال را بدون کمک زیستی تولید کند. اشعه ماوراءبنفش می‌تواند با دی‌اکسیدکربن – که 96 درصد جو مریخ را تشکیل می‌دهد – واکنش نشان دهد تا مونوکسیدکربنی تولید کند که با کربن 12 غنی شده است. یوئیچیرو اوئنو دانشمند سیاره‌شناسی در موسسه فناوری توکیو می‌گوید که اخیراً تأیید کرده است که این فرآیند می‌تواند در نتایج آزمایشگاهی منتشر نشده رخ دهد. او می‌گوید: «نسبت ایزوتوپ کربن گزارش شده دقیقاً همان چیزی است که من انتظار داشتم.
اوئنو می‌گوید مریخ اولیه ممکن است جو متفاوتی داشته باشد، احتمالاً غنی از هیدروژن که با مونوکسید کربن واکنش داده و مجموعه‌ای از مولکول‌های آلی را تشکیل می‌دهد. آنها در نهایت از جو فرومی‌ریزند و امضای کشف شده توسط کنجکاوی را نشان می دهند.
همه این سناریوها در گذشته باستانی انجام می‌شد. اما کنجکاوی همچنین در حال کشف کربن در جو مریخ امروزی است. این مریخنورد متان را شناسایی کرده است، اما در غلظتهای بسیار پایین که مریخنورد قادر به اندازه‌گیری مستقیم سطوح ایزوتوپ کربن نیست. هاوس می‌گوید اگر کربن سبک در یک ستون ضخیم‌تر متان شناسایی شود، ابزارهای حساس در مدار، متان را نمی‌بینند. اگرچه ما به یک فرآیند بالقوه باستانی نگاه می‌کنیم، متان امروزی می‌تواند از همان بیوسفری باشد که تاکنون وجود داشته است.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
Mars rover detects carbon signature that hints at past life source
Dramatically “light” carbon could also be explained by atmospheric reactions or cosmic dust
17 JAN 2022
https://www.science.org/content/article/mars-rover-detects-carbon-signature-hints-past-life-source