منشأ کربن کشف‌شده در مریخ ممکن است فعالیت‌های زیستی باشد
به گفته‌ی ناسا کربن کشف شده و چرخه‌ی کربنی کشف شده در مریخ، شبیه کربنی است که روی زمین بر اثر فعالیت‌های زیستی باستانی تولید شده است.
مریخ‌نورد «کنجاوی» (Curiosity) ناسا که از سال ۲۰۱۲ میلادی به کاوش «دهانه‌ی گیل» (Gale Crater) می‌پردازد، تا کنون به یافته‌های هیجان‌انگیزی در سیاره‌ی سرخ دست یافته است، از جمله کشف کربن، که حالا دانشمندان بیان می‌کنند می‌تواند بر اثر فعالیت‌های زیستی شکل گرفته باشد.
طبق مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم آمریکا که ۱۷ ژانویه (۲۷ دی) ارائه شد، تجزیه‌وتحلیل ایزوتوپ‌های کربن در نمونه‌های رسوبی گرفته شده از ده‌ها مکان، ازجمله یک صخره‌ی در معرض جو، باعث شده تا پژوهشگران سه توضیح احتمالی را برای منشأ کربن مطرح کنند؛ گردوغبار کیهانی، تجزیه‌ی فرابنفش کربن دی‌اکسید یا تجزیه‌ی فرابنفش متان تولید شده توسط فعالیت‌های زیستی. فرآیندهایی که امروزه روی زمین غیرمعمول هستند.
کربن دو ایزوتوپ پایدار ۱۲ و ۱۳ دارد. دانشمندان با مشاهده‌ی مقادیر هر ایزوتوپ در یک ماده می‌توانند جزئیات مربوط به چرخه‌ی کربنی را حتی اگر مدت‌ها پیش روی داده باشد، تعیین کنند. «کریستوفر اچ. هاوس» (Christopher H. House) استاد علوم زمین دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا گفت: «مقادیر کربن ۱۲ و کربن ۱۳ در منظومه‌ی شمسی، مقادیری است که در زمان شکل‌گیری منظومه‌ی شمسی وجود داشته است. هر دو ایزوتوپ در همه چیز وجود دارند، اما چون کربن ۱۲ سریع‌تر از کربن ۱۳ واکنش نشان می‌دهد، شناسایی مقادیر نسبی هر یک در نمونه‌ها، می‌تواند چرخه‌ی کربن آن را آشکار کند.»
بدین ترتیب مریخ‌نورد با حفاری لایه‌های سطحی سنگ‌ها، نمونه‌هایی را از لایه‌های رسوبی درون آن‌ها را جمع‌آوری کرده و با حرارت دادن آن‌ها در غیاب اکسیژن، مواد شیمیایی را جدا کرده است. طیف‌سنجی کربن آزاد شده توسط این فرآیند آذرکافت (پیرولیز)، مقادیر زیاد کربن ۱۲ و کربن ۱۳ را بسته به محل یا زمانی که نمونه‌ی اصلی تشکیل شده است، نشان می‌دهد. برخی مقادیر کربن، از کربن ۱۳ خالی شده، اما نمونه‌های دیگر سرشار از آن بودند.
حفره‌ی ایجاد شده توسط مریخ‌نورد کنجکاوری در منطقه‌ای با نام «یال ورا روبین» که میزان ایزوتوپ‌های کربن را نشان داد.
Credit: Credit: NASA/Caltech-JPL/MSSS
اکنون این نمونه‌های خالی شده، به گفته‌ی هاوس شبیه نمونه‌های زمینی شکل گرفته بر پایه‌ی فعالیت‌های زیستی هستند. این نمونه‌های زمینی در استرالیا، از رسوبات ۲٫۷ میلیارد ساله گرفته شده‌اند. زمانی که متان توسط تشکچه‌های میکروبی باستانی (صفحات چندلایه از میکروارگانیسم‌ها) مصرف می‌شد.
هرچند نمی‌توان با قطعیت همین را درباره‌ی مریخ گفت زیرا ممکن است از مواد و فرآیندهای متفاوتی نسبت به زمین تشکیل شده باشد؛ بنابراین باید هر یک از سه توضیح احتمالی مطرح شده را به دقت بررسی کرد.
درباره‌ی توضیح گردوغبار کیهانی، هاوس خاطرنشان کرد که برای شکل‌گیری لایه‌ای به اندازه‌ی نمونه‌ی تهیه شده توسط مریخ‌نورد کنجکاوی، باید ابری از غبار کهکشانی ابتدا دمای مریخ را در حالی که هنوز دارای آب بود، کاهش می‌داد و یخچال‌های طبیعی ایجاد می‌کرد. سپس باید گردوغبار روی یخ رسوب کرده باشد و پس از ذوب یخ، لایه‌ی خاک حاوی کربن را بر جای گذاشته باشد. توضیحی که شواهد اندکی از آن وجود دارد اما برای تأیید یا رد، نیاز به تحقیقات بیشتری است.
توضیح دوم تبدیل کربن دی‌اکسید توسط پرتو فرابنفش به ترکیبات آلی مانند فرمالدهید است. طبق برخی پژوهش‌ها این فرآیند جداسازی، ممکن است توسط پرتو فرابنفش (UV) انجام شود اما نتایج هنوز کافی نیست.
سومین روش اما به مبنای بیولوژیکی نمونه‌های خالی شده از کربن ۱۳ اشاره دارد. نمونه‌های مشابه بر روی زمین یا به عبارتی امضای زمین‌شناسی خالی شده از کربن، نشان می‌دهد که میکروب‌های گذشته، متان زیستی (میکروبی) تولید شده را مصرف کرده‌اند.
مریخ باستان هم ممکن است دارای توده‌های بزرگی از متان زیستی زیرسطحی بوده باشد که با رسیدن به سطح یا توسط میکروب‌های سطحی مصرف شده‌اند یا بر اثر نور فرابنفش واکنش داده و مستقیما روی سطح رسوب کرده باشند. با توجه به اینکه هنوز شواهدی از میکروب‌های سطحی وجود ندارد، واکنش متان با نور فرابنفش احتمال بالاتری دارد.
مریخ‌نورد کنجکاوی مشغول کاوش در کوهپایه‌های دهانه‌ی گِیل
Credit: NASA/JPL-Caltech
همچنان هر سه توضیح احتمالی برای منشأ کربن، یک چرخه‌ی کربن نامتعارف و برخلاف چیزی هستند که امروزه روی زمین روی می‌دهد. بنابراین به داده‌های بیشتری نیاز است و اگر یک مریخ‌نورد مانند کنجکاوی یا پشتکار بتواند منبع بزرگ متان را تشخیص دهد و ایزوتوپ‌های آن را اندازه بگیرد، جهش بزرگی در این تحقیقات انجام خواهد شد. علاوه بر این کشف بقایای تشکچه‌های میکروبی یا شواهدی از رسوبات یخبندان هم یافته‌ی مهمی خواهد بود.
در هر صورت، داده‌های ۹ سال کاوش کنجکاوی یک هدف طولانی‌مدت در کاوش مریخ، یعنی اندازه‌گیری ایزوتوپ‌های مختلف کربن را محقق کرده است. یکی از مهم‌ترین ابزارهای زمین‌شناختی که با یافته‌های بیشتر می‌تواند پرده از اسرار حیات در مریخ باستان بردارد.
عکس کاور: حفره‌ی ایجاد شده در سطح رسوبی دهانه‌ی گیل توسط مریخ‌نورد کنجکاوی
Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS
منبع: SciTechDaily
