مریخ‌نورد کوریوزیتی ناسا طولانی‌ترین زنجیره مولکول‌های کربنی را در مریخ پیدا کرده است
تاریخ انتشار:
کشف مولکول‌های ارگانیک در مریخ
مریخ‌نورد کوریوزیتی ناسا بزرگ‌ترین مولکول‌های ارگانیک (حاوی کربن) را که تاکنون در سیاره سرخ پیدا شده‌اند، شناسایی کرده است. این کشف یکی از مهم‌ترین یافته‌ها در جستجوی شواهدی از حیات گذشته در مریخ به شمار می‌آید. زیرا، حداقل در زمین، مولکول‌های کربنی بلند و نسبتاً پیچیده در زیست‌شناسی نقش دارند. این مولکول‌ها می‌توانند در واقع قطعاتی از اسیدهای چرب باشند که به عنوان مثال، در غشای اطراف سلول‌های بیولوژیکی یافت می‌شوند.
حیات میکروبی در مریخ
دانشمندان بر این باورند که اگر حیات در مریخ شکل گرفته باشد، احتمالاً به صورت میکروبی بوده است. به دلیل کوچک بودن میکروب‌ها، شناسایی شواهد قطعی از حیات در مریخ دشوار است. چنین شواهدی به ابزارهای علمی قوی‌تری نیاز دارد که بیش از حد بزرگ هستند تا بر روی یک مریخ‌نورد نصب شوند.
مولکول‌های کشف شده
مولکول‌های ارگانیکی که توسط کوریوزیتی پیدا شده‌اند، شامل اتم‌های کربن هستند که در زنجیرهای بلند به هم متصل شده‌اند و عناصر دیگری مانند هیدروژن و اکسیژن به آن‌ها متصل شده‌اند. این مولکول‌ها از سنگی به نام کلمبرلند به دست آمده‌اند که ۳.۷ میلیارد سال قدمت دارد و مریخ‌نورد در بستر یک دریاچه خشک شده در دهانه گیل مریخ با آن مواجه شده است. دانشمندان از ابزار تحلیل نمونه در مریخ (SAM) بر روی مریخ‌نورد ناسا برای کشف خود استفاده کردند.
جستجوی اسیدهای آمینه
دانشمندان در واقع به دنبال شواهدی از اسیدهای آمینه بودند که بلوک‌های سازنده پروتئین‌ها و به همین دلیل اجزای کلیدی حیات به شمار می‌آیند. اما این کشف غیرمنتظره تقریباً به همان اندازه هیجان‌انگیز است. این تحقیق در Proceedings of the National Academies of Science منتشر شده است.
انواع مولکول‌ها
در میان مولکول‌ها، دکان وجود دارد که ۱۰ اتم کربن و ۲۲ اتم هیدروژن دارد و ددکان که دارای ۱۲ کربن و ۲۶ هیدروژن است. این‌ها به عنوان آلکان‌ها شناخته می‌شوند که زیرمجموعه‌ای از ترکیبات شیمیایی به نام هیدروکربن‌ها هستند.
دوران هیجان‌انگیز در جستجوی حیات
این زمان هیجان‌انگیزی در جستجوی حیات در مریخ است. در ماه مارس امسال، دانشمندان شواهدی از ویژگی‌هایی در سنگی دیگر که در مکان‌های دیگر بر روی مریخ توسط مریخ‌نورد پرسرورنس نمونه‌برداری شده است، ارائه کردند. این ویژگی‌ها که به نام «نقاط پلنگی» و «دانه‌های خشخاش» شناخته می‌شوند، ممکن است ناشی از فعالیت حیات میکروبی در گذشته دور بوده باشند، یا نباشند. این یافته‌ها در یک کنفرانس در ایالات متحده ارائه شد و هنوز در یک نشریه معتبر منتشر نشده است.
ماموریت بازگشت نمونه‌های مریخی
ماموریت بازگشت نمونه‌های مریخی، همکاری بین ناسا و آژانس فضایی اروپا، امیدواری را به ارمغان می‌آورد که نمونه‌های سنگی جمع‌آوری شده و ذخیره شده توسط پرسرورنس می‌توانند به زمین برای مطالعه در آزمایشگاه‌ها آورده شوند. ابزارهای قوی موجود در آزمایشگاه‌های زمینی می‌توانند در نهایت تأیید کنند که آیا شواهد واضحی از حیات گذشته در مریخ وجود دارد یا خیر. با این حال، در سال ۲۰۲۳، یک هیئت بررسی مستقل به افزایش بودجه ماموریت بازگشت نمونه‌های مریخی انتقاد کرد. این موضوع موجب شد تا آژانس‌ها دوباره به فکر بیفتند که چگونه می‌توانند این ماموریت را انجام دهند. آن‌ها در حال حاضر دو گزینه بازنگری شده را بررسی می‌کنند.
نشانه‌های حیات؟
کلمبرلند در ناحیه‌ای از دهانه گیل به نام خلیج زردچوبه پیدا شد. این منطقه شامل سازه‌های سنگی است که به طرز مشکوکی شبیه به آن‌هایی هستند که زمانی در بستر دریاچه‌ها تشکیل شده‌اند. یکی از اهداف علمی کوریوزیتی بررسی این است که آیا شرایط گذشته در مریخ برای توسعه حیات مناسب بوده است یا خیر، بنابراین یک بستر دریاچه باستانی مکان مناسبی برای جستجوی آن‌ها است.
مولکول‌های آلکان و شواهد حیات
محققان بر این باورند که مولکول‌های آلکان ممکن است زمانی اجزای مولکول‌های پیچیده‌تر اسیدهای چرب بوده باشند. در زمین، اسیدهای چرب اجزای چربی‌ها و روغن‌ها هستند. آن‌ها از طریق فعالیت بیولوژیکی در فرآیندهایی تولید می‌شوند که به تشکیل غشای سلولی کمک می‌کنند. وجود احتمالی اسیدهای چرب در این نمونه سنگی برای چند سال مطرح شده است، اما مقاله جدید شواهد کامل را ارائه می‌دهد.
اسیدهای چرب مولکول‌های هیدروکربنی بلند و خطی هستند که در یک انتها گروه کربوکسیل (COOH) و در انتهای دیگر گروه متیل (CH3) دارند و زنجیرهای از اتم‌های کربن و هیدروژن را تشکیل می‌دهند.
یک مولکول چربی از دو جزء اصلی تشکیل شده است: گلیسرول و اسیدهای چرب. گلیسرول یک مولکول الکلی است که دارای سه اتم کربن، پنج هیدروژن و سه گروه هیدروکسیل (اکسیژن و هیدروژن شیمیایی متصل، OH) است. اسیدهای چرب ممکن است بین ۴ تا ۳۶ اتم کربن داشته باشند؛ با این حال، اکثر آن‌ها دارای ۱۲ تا ۱۸ اتم کربن هستند. بلندترین زنجیره‌های کربنی که در کلمبرلند پیدا شده‌اند، ۱۲ اتم طول دارند.
شواهد شیمیایی از حیات گذشته
مولکول‌های ارگانیک حفظ شده در سنگ‌های باستانی مریخی یک رکورد حیاتی از قابلیت سکونت گذشته مریخ فراهم می‌کنند و می‌توانند نشانه‌های شیمیایی حیات (نشانه‌هایی که نشان می‌دهند حیات زمانی در آنجا وجود داشته است) باشند.
نمونه کلمبرلند بارها توسط ابزار سام تحلیل شده است، با استفاده از تکنیک‌های تجربی مختلف، و شواهدی از مواد معدنی خاکی، همچنین نخستین مولکول‌های ارگانیک (کوچک‌تر و ساده‌تر) که در مریخ پیدا شده‌اند، در سال ۲۰۱۵ نشان داده است. این شامل چندین کلاس از ترکیبات ارگانیک کلرینه و حاوی گوگرد در سنگ‌های رسوبی دهانه گیل با ساختارهای شیمیایی تا شش اتم کربن بوده است. کشف جدید تعداد اتم‌های کربن یافت شده در یک مولکول در مریخ را دو برابر می‌کند.
مولکول‌های آلکان در جستجوی نشانه‌های حیات در مریخ اهمیت دارند، اما چگونگی تشکیل آن‌ها هنوز مشخص نیست. همچنین ممکن است از طریق مکانیزم‌های زمین‌شناسی یا شیمیایی دیگر که به اسیدهای چرب یا حیات مربوط نمی‌شوند، به وجود آمده باشند. این‌ها به عنوان منابع غیرزیستی شناخته می‌شوند. با این حال، واقعیت این است که آن‌ها امروز در نمونه‌هایی که برای میلیون‌ها سال در معرض محیط سخت قرار داشته‌اند، به صورت دست نخورده وجود دارند، به اخترزیست‌شناسان (دانشمندانی که امکان وجود حیات فراتر از زمین را مطالعه می‌کنند) امید می‌دهد که شواهدی از حیات باستانی ممکن است هنوز قابل شناسایی باشد.
این امکان وجود دارد که نمونه شامل مولکول‌های ارگانیک با زنجیره‌های حتی بلندتر باشد. همچنین ممکن است شامل مولکول‌های پیچیده‌تری باشد که نشانه‌هایی از حیات دارند، نه فرآیندهای زمین‌شناسی. متأسفانه، سام قادر به شناسایی آن‌ها نیست، بنابراین مرحله بعدی ارائه سنگ و خاک مریخی به آزمایشگاه‌های توانمندتر در زمین است. بازگشت نمونه‌های مریخی این کار را با نمونه‌های جمع‌آوری شده توسط مریخ‌نورد پرسرورنس انجام خواهد داد. اکنون تنها چیزی که لازم است، بودجه است.
Derek Ward-Thompson، استاد اخترفیزیک، دانشگاه سنترال لنکشایر، و Megan Argo، استادیار نجوم، دانشگاه سنترال لنکشایر.