هر نشانه‌ای از حیات در مریخ در عمق حداقل ۲ متری این سیاره مدفون است
درحالی‌که مریخ نوردهایی مانند کیوریاسیتی و پرسویرنس به جست‌وجوی آثار حیات مربوط به دوران کهن در سطح سیاره‌ی سرخ می‌پردازند، شواهد جدید نشان می‌دهد که شاید برای یافتن چنین نشانه‌هایی مجبور به حفاری‌های بسیار عمیق‌تر در قیاس با مقادیر کنونی شویم. هرگونه شواهد مرتبط با اسیدهای آمینه‌ی باقی‌مانده از زمان‌هایی که مریخ شاید یک سیاره‌ی قابل زیست بوده، احتمالاً حداقل ۲ متر در زیر زمین مدفون است.
شاید بپرسید علت این برآورد چیست و چرا چنین عمق کمینه‌ای را برای جست‌وجوی کارآمد حیات در نظر می‌گیرند. در ادامه به تشریح بیشتر این موضوع می‌پردازیم. واقعیت این است که با کمبود میدان مغناطیسی و جو ضعیف مریخ طی دوران‌های طولانی، این سیاره درمعرض دوز بسیار بالاتری از تابش‌های کیهانی در سطح خود در قیاس با موارد مشابه برای زمین قرار گرفته است. روند فوق در عصر حاضر هم ادامه دارد. از سویی دیگر می‌دانیم که تابش‌های کیهانی اسیدهای آمینه را از بین می‌برند.
درحال‌حاضر دانشمندان به‌لطف داده‌های تجربی پی برده‌اند که فرآیندهای مربوط به نابودی اسیدهای آمینه بر اثر تابش، از نظر زمان‌بندی‌های زمین‌شناختی در مقیاس‌های زمانی بسیار کوتاهی انجام می‌شود. الکساندر پاولوف فیزیکدان از مرکز پروازهای فضایی گادرد ناسا می‌گوید:
نتایج ما نشان می‌دهد که اسیدهای آمینه توسط پرتوهای کیهانی در سنگ‌های سطح مریخ و سنگ‌پوش با سرعتی بسیار سریع‌تر از آنچه قبلاً تصور می‌شد از بین می‌روند.
پاولوف همچین تصریح می‌کند که مأموریت‌های مریخ‌نورد کنونی قادر به انجام حفاری تا حدود ۵ سانتی‌متر هستند. در این اعماق، تنها ۲۰ میلیون سال طول می‌کشد تا اسیدهای آمینه به‌طور کامل از بین بروند. افزوده شدن پرکلرات‌ها و آب، سرعت تخریب اسیدهای آمینه را حتی بیشتر افزایش می‌دهد.
حفره‌ای به عمق ۵ سانتی‌متر که توسط مریخ‌نورد کیوریاسیتی ناسا حفر شده است.
تابش‌های کیهانی در واقع به‌منزله‌ی یک نگرانی بزرگ در مسیر اکتشافات در مریخ محسوب می‌شوند. یک انسان متوسط روی سطح کره‌ی زمین و هر سال درمعرض حدود ۰٫۳۳ میلی‌سیورت تابش‌های کیهانی قرار می‌گیرد. این تابش‌های سالانه در مریخ می‌تواند بیش از ۲۵۰ میلی‌سیورت باشد.
این تابش‌های پرانرژی که از شعله‌های خورشیدی و رویدادهای پرانرژی مانند ابرنواخترها جاری می‌شوند، می‌توانند به سنگ نفوذ کرده و هر مولکول آلی در مسیر مواجهه‌ی خودشان را یونیزه کنند و از بین ببرند.
تصور می‌شود که زمانی در روزگاران گذشته، مریخ دارای یک میدان مغناطیسی سرتاسری و جوی بسیار ضخیم‌تر و بسیار شبیه‌تر به زمین بوده است. همچنین شواهد زیادی وجود دارد که نشان می‌دهد زمانی آب مایع به شکل اقیانوس‌ها، رودخانه‌ها و دریاچه‌ها روی سطح مریخ حضور داشته است. این ترکیب جالب از ویژگی‌های یادشده درنهایت ما را به این نتیجه می‌رساند که مریخ در گذشته می‌توانسته (شاید به‌طور مکرر) قابل سکونت بوده باشد.
یکی از نشانه‌هایی که می‌تواند از سکونت‌پذیری مریخ حکایت کند، وجود اسیدهای آمینه است. این ترکیبات آلی صرفاً به‌منزله‌ی نشانه‌های زیستی نیستند، آن‌ها جایگاهی فراتر از این دارند و یکی از اساسی‌ترین عناصر سازنده‌ی حیات به‌شمار می‌روند.
- آیا می‌توان هوای مریخ را تنفس کرد؟
آمینواسیدها برای تشکیل پروتئین با یکدیگر ترکیب می‌شوند و در سنگ‌های فضایی مانند سیارک ریوگو و دنباله‌دار 67P شناسایی شده‌اند. از همین روی می‌توان چنین استدلال کرد که آمینواسیدها نشانه‌ی قطعی حیات نیستند؛ اما یافتن آن‌ها در مریخ سرنخ دیگری پیرامون پدیدار شدن احتمالی حیات در بازه‌هایی از تاریخ این سیاره بر سطح آن خواهد بود.
پاولوف و تیمش بر آن بودند تا احتمال یافتن شواهدی از اسیدهای آمینه در سطح مریخ را بهتر درک کنند. آن‌ها در این راستا، آزمایشی را برای سنجیدن و ارزیابی سختی و دوام این ترکیبات طراحی کردند.
گروه پژوهشی، آمینواسیدها را با مخلوط‌های معدنی طراحی‌شده برای شبیه‌سازی خاک مریخ، متشکل از سیلیس، سیلیس هیدراته، یا سیلیس و پرکلرات‌ها (نمک‌ها) مخلوط کردند و در ادامه آن‌ها را در لوله‌های آزمایشی مخصوص مهر و موم کردند. آن‌ها این کار را با هدف شبیه‌سازی جو مریخ و با دماهای مختلف مانند دماهای رایج مریخ صورت دادند.
تیم پژوهشی سپس نمونه‌ها را با تابش‌های گامای یونیزه‌کننده تحت تابش قرار دادند تا دوز تابش کیهانی مورد انتظار در سطح مریخ را در یک دور‌ه‌ی حدود ۸۰ میلیون ساله بازسازی کنند. در آزمایش‌های قبلی تنها اسیدهای آمینه را بدون شبیه‌سازهای عوامل مربوط به خاک مریخ، تحت تابش و چالش‌های مختلف برای ارزیابی سختی و دوامشان مورد بررسی قرار داده بودند. چنین اغماضی در آزمایش‌ها ممکن است طول عمر نامناسبی برای اسیدهای آمینه ارائه داده باشد و باعث سردرگم شدن یا گمراهی دانشمندان در مسیر پژوهش‌ها شود. پاولوف توضیح می‌دهد:
کار ما اولین مطالعه‌ی جامعی است که در آن تخریب (رادیولیز) طیف وسیعی از اسیدهای آمینه تحت عوامل مختلف مرتبط با مریخ (دما، محتوای آب، فراوانی پرکلرات) مورد مطالعه قرار گرفته و نرخ‌های رادیولیز مقایسه شد. معلوم شد که افزودن سیلیکات‌ها و به‌ویژه سیلیکات‌ها با پرکلرات‌ها، میزان تخریب اسیدهای آمینه را تا حد زیادی افزایش می‌دهد.
این بدان معنا است که هرگونه اسید آمینه‌ی مربوط به زمان‌های پیش‌تر از حدود ۱۰۰ میلیون سال پیش در سطح مریخ، احتمالاً از مدت‌های بسیار قبل‌تر از بین رفته و درمعرض هیچ تابشی هم قرار نگرفته است.
با توجه به اینکه سطح مریخ برپایه‌ی آنچه که می‌دانیم برای مدت‌های بسیار طولانی‌تر از ۱۰۰ میلیون سال مذکور در اینجا (میلیاردها سال به جای میلیون‌ها سال) پذیرای حیات نبوده، بنابراین بعید است حفاری‌های چند سانتی‌متری مریخ‌نوردهای کیوریاسیتی و پرسویرنس بتواند تغییر یا موفقیت خاصی را پیرامون یافتن اسیدهای آمینه از زمان‌های کهن صورت دهد.
- وضعیت کنونی حیات در مریخ چگونه است؟
هر دو مریخ‌نورد کیوریاسیتی و پرسویرنس، مواردی از مواد آلی را در مریخ یافته‌اند؛ اما ازآنجاکه مولکول‌ها می‌توانند توسط فرایندهای غیرزیستی تولید شوند، نمی‌توان آن‌ها را به‌عنوان شواهدی قطعی و مسلم از حیات در نظر گرفت. علاوه بر این نکات و برپایه‌ی تحقیقات تیم پژوهشی، ممکن است این مولکول‌ها از زمان شکل‌گیری توسط پرتوهای یونیزه‌کننده به‌طور قابل توجهی تغییر کرده باشند.
همچنین شواهد دیگری وجود دارد که نشان می‌دهد شاید تیم تحقیقاتی در حال رسیدن به نقطه‌ی خاصی باشند. هرازگاهی، موادی از زیر سطح مریخ راه خود را به سمت زمین به‌نحوی پیدا کرده و به زمین می‌رسند. نکته‌ی شگفت‌انگیز آن است که حتی اسیدهای آمینه هم در آن اجرام یافت شده است. دنی گلاوین، اختر زیست‌شناس از مرکز پروازهای فضایی گادرد ناسا می‌گوید:
ما چندین آمینو اسید زنجیره‌ی مستقیم را در شهاب سنگ قطب جنوب مریخ موسوم به RBT 04262 در آزمایشگاه تحلیلی اختربیولوژی در گادرد شناسایی کردیم و معتقدیم از مریخ سرچشمه گرفته‌اند (و نه از آلودگی ناشی از منشأ زیست‌شناختی زمینی)، اگرچه مکانیسم تشکیل این اسیدهای آمینه در RBT 04262 هنوز مشخص نیست. ازآنجاکه شهاب‌سنگ‌های مریخ معمولاً از اعماق حداقل یک متری یا بیشتر پرتاب می‌شوند، این امکان وجود دارد که اسیدهای آمینه موجود در RBT 04262 دربرابر تابش‌های کیهانی محافظت شده باشند.
بااین‌حال، شاید باید منتظر بمانیم تا ابزارهای حفاری قوی‌تر و پیشرفته‌تری در مریخ مستقر شوند و پس از آن به جزئیات بیشتری پیرامون این موضوع دست یابیم.
دستاوردهای این تحقیق در ژورنال Astrobiology منتشر شده است.
