کشف مولکول‌های آلی چهار میلیارد ساله در شهاب سنگ مریخی


بیگ بنگ: دانشمندان با تجزیه و تحلیل شهاب سنگ‌های مریخی، ترکیبات آلی ضروری برای حیات را کشف کردند. این “مواد آلی” حاوی نیتروژن در یک شهاب سنگ مریخی چهار میلیارد ساله هستند.

xبه گزارش بیگ بنگ، گروهی از محققان شامل “آتسوکو کوبایاشی” از موسسه علوم حیات-زمین(ELSI) در مرکز فناوری توکیو ژاپن و “میزوهو کویکه” از موسسه علوم فضا و اخترشناسی در آژانس کاوش‌های هوا فضای ژاپن(JAXA)، در یک شهاب سنگ مریخی، ماده‌ای حاوی نیتروژن را کشف کردند. این مادۀ آلی به احتمال زیاد به مدت ۴ میلیارد سال از دوران آب گرفتگی زمین محفوظ مانده است. زیرا مواد معدنی کربنات‌دار معمولا از آب‌های زیرزمینی رسوب می‌کنند، این یافته نشان می‌دهد سیارۀ مریخ در دوران اولیه‌اش تَر و غنی از مواد آلی بوده و می‌توانسته قابل سکونت باشد و این امر یعنی برای شروع حیات شرایط مساعدی داشته است.

دانشمندان دهه‌ها در تلاش هستند تا بفهمند آیا ترکیبات آلی روی مریخ وجود دارند و در اینصورت منشاء آنها چیست. اگرچه تحقیقات اخیر که با مریخ‌نوردها صورت گرفته، شواهد محکمی در مورد “مواد آلی مریخی” شناسایی کرد؛ اما دربارۀ اینکه از کجا آمده‌اند، قدمتشان چقدر است، میزان گستردگی توزیعشان چقدر است و اینکه چه مقدار سالم مانده‌اند و یا اینکه رابطۀ احتمالیشان با فعالیت‌ها بیوشیمیایی چگونه است، اطلاعات زیادی نداریم.

شهاب سنگ‌های مریخی بخشی از سطح مریخ هستند که خودشان در نتیجه برخورد شهاب سنگ‌ها به فضا پرتاب شده‌اند و سرانجام روی کره زمین سقوط کرده‌اند. این سنگ‌ها اسرار مهمی از تاریخ مریخ را در خود نهفته دارند. یک شهاب سنگ ویژه، آلن هیلز ۸۴۰۰۱ نام دارد، که به نام ناحیه‌ای در قطب جنوب که در سال ۱۹۸۴ آنجا پیدا شد، اسم‌گذاری شده است. این شهاب‌سنگ حاوی مواد معدنی کربناتۀ نارنجی رنگی است که از آب مایع نمکی ِ سطح مریخ در ۴ میلیارد سال قبل، رسوب کرده است.

از آنجا که این مواد، معنی محیط آبی مریخ در مراحل اولیه‌اش را نشان می‌دهد، دانشمندان در پژوهش‌های بسیار سعی نمودند تا خواصِ شیمیایی این نوع سنگ‌ها را بفهمند و بررسی کنند که آیا این سنگ‌ها شواهدی از حیات باستانی روی مریخ دارند یا خیر. اگرچه، تجزیه تحلیل‌های پیشین آلوده به مواد خاکی و زمینیِ برف و یخِ قطب جنوب بودند که نتیجه‌گیری در مورد اینکه چقدر از مواد آلی شهاب‌سنگ واقعا مریخی بودند را دشوار می‌کرد. علاوه بر کربن، نیتروژن عنصری ضروری برای حیات خاکی است و ردگذار کارآمدی برای تکامل سیستم سیاره‌ای است. اگرچه، به دلیل محدودیت‌های فنی پیشین، نیتروژن هنوز در شهاب‌سنگ ALH84001 اندازه‌گیری نشده بود.

این پژوهش ِ جدید از آخرین تکنیک‌های تجزیه و تحلیل و دستاوردهای علمی، برای تحقیق روی محتوای نیتروژن در شهاب‌سنگ ALH84001 بهره برده است. محققان اطمینان کامل دارند که اولین شواهد جامد را از مواد آلی چهار میلیارد سالۀ مریخیِ حاوی نیتروژن، بدست آورده‌اند.

“آلودگی زمینی” مشکلی جدی برای تحقیقات بر روی مواد فرازمینی است. برای اجتناب از این آلودگی‌ها، محققان روش‌های جدیدی را توسعه دادند تا نمونه‌ها را آزمایش نمایند. به طور مثال، آنها از نوارچسب نقره در آزمایشگاه تمیزِ ELSI برای کندن ذرات ریز کربناته از شهاب‌سنگ ِ میزبان، استفاده کردند که حدودا پهنایی به اندازه مویِ انسان دارند. سپس گروه، این ذرات را برای جداسازی آلودگی‌های سطحیِ احتمالی توسط اسکن با پرتو یونی با متمرکز کردن میکروسکوپ الکترونی در JAXA آماده‌ کردند.

oo webپس از بررسی‌های دقیق آلودگی‌های خاکی، گروه مشخص کرد که مواد آلی شناسایی شده به احتمال زیاد واقعا متعلق به مریخ هستند. همچنین سهم نیتروژن در شکل نیترات مشخص شد، که یکی از قوی‌ترین اُکسیدان‌ها روی مریخ کُنونی محسوب می‌شود و این میزان ناچیز بود، همانطور که دانشمندان مشکوک به آن بودند، اُکسندگیِ مریخ کمتر از زمان حال بوده است.

سطح کنونی مریخ برای اغلب موجودات ِ آلی، بسیار خشن است و نمی‌توانند در آن زنده بمانند. اگرچه، دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند که ترکیبات آلی می‌تواند در محیط‌های نزدیک به سطح سیاره برای میلیاردها سال محفوظ بمانند. به نظر می‌رسد که در مورد ترکیبات حاوی نیتروژنی که گروه در کربونات‌های شهاب سنگ ALH84001 یافته شده هم همینطور بوده، که ظاهرا ۴ میلیارد سال قبل در مواد معدنی به دام افتاده‌اند و برای دوره‌هایی طولانی تا قبل از برخورد با زمین نگهداری شده‌اند.

گروه توافق دارد که مسائل حل نشدۀ بسیاری وجود دارد، نظیر اینکه این مواد آلی نیتروژن‌دار از کجا آمده‌اند؟ “کوبایاشی” گفت:«دو احتمال وجود دارد: یا این مواد از بیرون از مریخ آمده‌اند یا روی مریخ شکل گرفته‌اند. در اوایل تاریخچۀ منظومه‌شمسی، احتمال دارد که مریخ زیر رگبار مقادیر زیادی از مواد آلی بوده باشد و این مواد از طریق شهاب سنگ‌های غنی از کربن، دنباله‌دارها و ذرات غبار، به این سیاره آمده باشند. شاید برخی از این مواد در آب شور حل شده باشند و در داخل کربونات‌ها به دام افتاده‌اند.»

“کویکه” سرپرست گروه پژوهشی اضافه کرد: «راه دیگر این است که واکنش‌های شیمیایی روی مریخ اولیه، عامل ایجاد مواد آلی حاوی نیتروژن باشد. این یافته‌ها نشان می‌دهد که “نیتروژن آلی” روی مریخ، پیش از آنکه این سیاره به شرایط فعلی‌اش برسد، وجود داشته است. احتمالا مریخ اولیه شباهت زیادی به سیارۀ زمین داشته است، در نتیجه اُکسندگی کمتر، مرطوب‌تر، و غنی از مواد آلی بوده، شاید هم آبی رنگ بوده است.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Nature Communications منتشر شده است.

ترجمه: حسین طریقی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencedaily.com

دیدگاهتان را بنویسید

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