أبحث عن كائنات فضائية على سطح المريخ. إذا كانت هناك حياة ، فربما نجت؟

المريخ لديه كل ما هو ضروري للحياة. يُظهر تحليل النيازك المأخوذة من المريخ أن هناك مواد تحت سطح الكوكب يمكنها دعم الحياة ، على الأقل في شكل كائنات دقيقة. في بعض الأماكن ، تعيش الميكروبات الأرضية أيضًا في ظروف مماثلة.

في الآونة الأخيرة ، درس الباحثون في جامعة براون التركيب الكيميائي للنيازك المريخية - قطع الصخور التي طردت من المريخ وانتهت في النهاية على الأرض. أظهر التحليل أن هذه الصخور يمكن أن تتلامس مع الماء. إنتاج طاقة كيميائيةالذي يسمح للكائنات الحية الدقيقة بالعيش ، كما هو الحال في أعماق كبيرة على الأرض.

دراسة النيازك قد يشكلون ، وفقًا للعلماء ، عينة تمثيلية لجزء كبير قشرة المريخهذا يعني أن جزءًا كبيرًا من باطن الكوكب مناسب لدعم الحياة. "النتائج المهمة للدراسة العلمية للطبقات تحت السطح هي أن أينما توجد مياه جوفية على سطح المريخهناك فرصة جيدة للوصول إلى ما يكفي الطاقة الكيميائيةقال جيسي تارناس ، رئيس فريق البحث ، في بيان صحفي "للحفاظ على الحياة الميكروبية".

على مدى العقود القليلة الماضية ، اكتشف على الأرض أن العديد من الكائنات الحية تعيش في أعماق سطح الأرض ، وتحرم من الوصول إلى الضوء ، وتستمد طاقتها من نواتج التفاعلات الكيميائية التي تحدث عندما يتلامس الماء مع الصخور. واحد من هذه ردود الفعل هو التحلل الإشعاعي. يحدث هذا عندما تتسبب العناصر المشعة في الصخر في انقسام جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين. يذوب الهيدروجين المنطلق في الماء الموجود في المنطقة وبعض المعادن مثل البيريت معدن تمتص الأكسجين لتكوينه كبريت.

يمكنهم امتصاص الهيدروجين المذاب في الماء واستخدامه كوقود عن طريق التفاعل مع الأكسجين من الكبريتات. على سبيل المثال ، في كندا منجم كيد كريك (1) تم العثور على هذه الأنواع من الميكروبات على عمق كيلومترين تقريبًا في الماء حيث لم تخترق الشمس أكثر من مليار سنة.

1. يستكشف روبوت Boston Dynamics المنجم

كيد كريك

W نيزك المريخ وجد الباحثون المواد اللازمة للانحلال الإشعاعي بكميات كافية للحفاظ على الحياة. لذلك ظلت مواقع الحطام القديمة سليمة إلى حد كبير حتى الآن.

أشارت الدراسات السابقة آثار أنظمة المياه الجوفية النشطة على الكوكب. هناك أيضًا احتمال كبير بأن مثل هذه الأنظمة لا تزال موجودة حتى اليوم. أظهرت إحدى الدراسات الحديثة ، على سبيل المثال ، إمكانية وجود بحيرة جوفية تحت الصفيحة الجليدية. حتى الآن ، سيكون استكشاف باطن الأرض أكثر صعوبة من الاستكشاف ، لكن وفقًا لمؤلفي المقال ، هذه ليست مهمة لا يمكننا التعامل معها.

القرائن الكيميائية

في 1976 العام ناسا فايكنغ 1 (2) هبطت على سهل Chryse Planitia. أصبحت أول مركبة هبوط تهبط بنجاح على سطح المريخ. قال: "جاءت القرائن الأولى عندما حصلنا على صور للفايكنج تظهر علامات نحت على الأرض ، عادة بسبب المطر". الكسندر هايز، مدير مركز كورنيل للفيزياء الفلكية وعلوم الكواكب ، في مقابلة مع Inverse. "لقد كان موجودًا منذ فترة طويلة على سطح المريخ الماء السائلالذي نحت السطح و ملأ الحفر مشكلا بحيرات".

الفايكنج 1 و 2 كان لديهم "مختبرات" بيولوجية فلكية صغيرة على متنها لإجراء تجاربهم الاستكشافية. آثار الحياة على المريخ. تضمنت تجربة القذف الموسوم خلط عينات صغيرة من تربة المريخ مع قطرات من الماء تحتوي على محلول مغذي وبعضها الكربون ماص دراسة المواد الغازية التي يمكن أن تتكون الكائنات الحية على المريخ.

أظهرت دراسة عينة التربة علامات التمثيل الغذائيلكن العلماء اختلفوا حول ما إذا كانت هذه النتيجة علامة أكيدة على وجود حياة على المريخ ، لأن الغاز يمكن أن يكون ناتجًا عن شيء آخر غير الحياة. على سبيل المثال ، يمكنها أيضًا تنشيط التربة عن طريق تكوين الغاز. بحثت تجربة أخرى أجرتها بعثة الفايكنج عن آثار لمواد عضوية ولم تجد شيئًا. بعد أربعين عامًا ، تعامل العلماء مع هذه التجارب الأولية بالشك.

في ديسمبر 1984 ف. ألان هيلز تم العثور على قطعة من المريخ في القارة القطبية الجنوبية. ، يزن حوالي أربعة أرطال وكان من المحتمل أن يكون من المريخ قبل أن يرفعه الاصطدام القديم عن السطح. الكوكب الأحمر على الأرض.

في عام 1996 ، نظرت مجموعة من العلماء داخل جزء نيزكي وقاموا باكتشاف مذهل. ووجدوا داخل النيزك هياكل مشابهة لتلك التي يمكن أن تشكلها الميكروبات (3) وجدت جيدا وجود مواد عضوية. لم يتم قبول الادعاءات الأولية بوجود حياة على المريخ على نطاق واسع حيث وجد العلماء طرقًا أخرى لتفسير الهياكل داخل النيزك ، بحجة أن وجود مادة عضوية يمكن أن تسبب في تلوث المواد من الأرض.

3. صورة مجهرية من نيزك مريخي

الثلاثاء 2008 روح متستر تعثرت على شكل غريب بارز من سطح المريخ في فوهة جوسيف. يسمى الهيكل "القرنبيط" بسبب شكله (4). مثل على الأرض تشكيل السيليكا المرتبطة بالنشاط الجرثومي. سرعان ما افترض بعض الناس أنها تشكلت بواسطة بكتيريا المريخ. ومع ذلك ، يمكن أيضًا أن تتشكل من خلال عمليات غير بيولوجية مثل التعرية الريحية.

بعد ما يقرب من عقد من الزمان ، مملوكة لوكالة ناسا فضول الليزك اكتشف آثار الكبريت والنيتروجين والأكسجين والفوسفور والكربون (مكونات حيوية) أثناء الحفر في صخور المريخ. عثرت العربة الجوالة أيضًا على كبريتات وكبريتيدات كان من الممكن استخدامها كغذاء للميكروبات على المريخ منذ مليارات السنين.

يعتقد العلماء أن الأشكال البدائية للميكروبات قد تكون وجدت طاقة كافية لها يأكل صخور المريخ. كما أشارت المعادن أيضًا إلى التركيب الكيميائي للماء نفسه قبل أن يتبخر من المريخ. وفقًا لـ Hayes ، من الآمن شرب الناس.

4 تصوير مارتيان "القرنبيط"

روفر الروح

في عام 2018 ، عثرت كيوريوسيتي أيضًا على أدلة إضافية وجود غاز الميثان في الغلاف الجوي للمريخ. أكد هذا الملاحظات السابقة للكميات النزرة من الميثان بواسطة كل من المركبات المدارية والمركبة. على الأرض ، يعتبر الميثان علامة بيولوجية وعلامة على الحياة. الميثان الغازي لا يدوم طويلا بعد الإنتاج.تتحلل إلى جزيئات أخرى. تظهر نتائج البحث أن كمية الميثان على المريخ تزداد وتنقص حسب الموسم. دفع هذا العلماء إلى الاعتقاد بأن الميثان ينتج عن الكائنات الحية على المريخ. يعتقد آخرون ، مع ذلك ، أنه يمكن إنتاج الميثان على المريخ باستخدام كيمياء غير عضوية غير معروفة حتى الآن.

في مايو من هذا العام ، أعلنت وكالة ناسا ، بناءً على تحليل بيانات تحليل العينات في المريخ (SAM) ، معمل كيمياء محمول على متن كيوريوسيتيمن المحتمل أن الأملاح العضوية موجودة على سطح المريخ ، مما قد يوفر مزيدًا من الأدلة على ذلك كوكب احمر ذات مرة كانت هناك حياة.

وفقًا لمنشور حول هذا الموضوع في مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الكواكب ، قد تكون الأملاح العضوية مثل الحديد والكالسيوم وأكسالات المغنيسيوم والأسيتات وفيرة في الرواسب السطحية على سطح المريخ. هذه الأملاح هي البقايا الكيميائية للمركبات العضوية. مخطط وكالة الفضاء الأوروبية ExoMars roverوالمجهز بقدرة حفر لعمق حوالي مترين ، سيتم تجهيزه بما يسمى ب أداة جوداردالذي سيحلل التركيب الكيميائي للطبقات العميقة من تربة المريخ وربما يتعلم المزيد عن هذه المواد العضوية.

تم تجهيز العربة الجوالة الجديدة بمعدات للبحث عن آثار الحياة

منذ السبعينيات ، ومع مرور الوقت والبعثات ، أظهر المزيد والمزيد من الأدلة ذلك كان من الممكن أن يكون للمريخ حياة في تاريخه المبكرعندما كان الكوكب عالمًا رطبًا ودافئًا. ومع ذلك ، حتى الآن ، لم يقدم أي من الاكتشافات دليلاً مقنعًا على وجود حياة المريخ ، سواء في الماضي أو في الوقت الحاضر.

بدءًا من فبراير 2021 ، يريد العلماء العثور على هذه العلامات المبكرة الافتراضية للحياة. على عكس سابقتها ، مركبة Curiosity مع مختبر MSL على متنها ، فهي مجهزة للبحث عن مثل هذه الآثار والعثور عليها.

المثابرة تلسع حفرة البحيرةيبلغ عرضها حوالي 40 كم وعمقها 500 متر ، وهي فوهة بركان تقع في حوض شمال خط الاستواء المريخي. كان لدى Jezero Crater في يوم من الأيام بحيرة قُدر أنها جفت منذ 3,5 إلى 3,8 مليار سنة ، مما يجعلها بيئة مثالية للبحث عن آثار الكائنات الحية الدقيقة القديمة التي كان من الممكن أن تعيش في مياه البحيرة. المثابرة لن تدرس صخور المريخ فحسب ، بل ستجمع أيضًا عينات الصخور وتخزنها لمهمة مستقبلية للعودة إلى الأرض ، حيث سيتم تحليلها في المختبر.

5. تصور عملية SuperCam على متن عربة المثابرة.

صيد التوقيع الحيوي يتعامل مع مجموعة الكاميرات والأدوات الأخرى للمركبة الجوالة ، وخاصة Mastcam-Z (الموجود على سارية العربة الجوالة) ، والتي يمكنها التكبير لاستكشاف أهداف مثيرة للاهتمام علميًا.

يمكن لفريق علم المهمة تشغيل الأداة. المثابرة supercam توجيه شعاع الليزر إلى هدف مثير للاهتمام (5) ، مما يخلق سحابة صغيرة من المواد المتطايرة ، والتي يمكن تحليل التركيب الكيميائي لها. إذا كانت هذه البيانات واعدة ، فقد تعطي المجموعة الضابطة للباحث أمرًا. روفر الذراع الروبوتيةإجراء بحث متعمق. تم تجهيز الذراع ، من بين أشياء أخرى ، بـ PIXL (أداة كوكبية للكيمياء الليثية بالأشعة السينية) ، والتي تستخدم شعاعًا قويًا من الأشعة السينية للبحث عن الآثار الكيميائية المحتملة للحياة.

أداة أخرى تسمى شيرلوك (مسح البيئات الصالحة للسكن باستخدام تشتت رامان والتألق للمواد العضوية والكيميائية) ، ومجهز بالليزر الخاص به ويمكنه اكتشاف تركيزات الجزيئات العضوية والمعادن التي تتشكل في البيئة المائية. معاً، شيرلوك i بكسل من المتوقع أن يقدموا خرائط عالية الدقة للعناصر والمعادن والجسيمات في صخور ورواسب المريخ ، مما يسمح لعلماء الأحياء الفلكية بتقييم تكوينها وتحديد أكثر العينات الواعدة لجمعها.

تتخذ ناسا الآن نهجًا مختلفًا للعثور على الميكروبات عن ذي قبل. على عكس تحميل فايكنغالمثابرة لن تبحث عن علامات كيميائية لعملية التمثيل الغذائي. بدلاً من ذلك ، سوف تحوم فوق سطح المريخ بحثًا عن الترسبات. قد تحتوي على كائنات حية ميتة بالفعل ، لذا فإن التمثيل الغذائي غير وارد ، لكن تركيبها الكيميائي يمكن أن يخبرنا كثيرًا عن الحياة الماضية في هذا المكان. العينات التي جمعتها المثابرة يجب جمعها وإعادتها إلى الأرض لمهمة مستقبلية. سيتم إجراء تحليلهم في المختبرات الأرضية. لذلك ، من المفترض أن الدليل النهائي لوجود المريخيين السابقين سيظهر على الأرض.

يأمل العلماء في العثور على ميزة سطحية على سطح المريخ لا يمكن تفسيرها بأي شيء آخر غير وجود الحياة الميكروبية القديمة. قد يكون أحد هذه التشكيلات التخيلية شيئًا مثل ستروماتوليت.

على الأرض، ستروماتوليت (6) تلال صخرية تكونت من كائنات دقيقة على طول السواحل القديمة وفي بيئات أخرى حيث كان هناك الكثير من الطاقة لعملية التمثيل الغذائي والمياه.

لم يذهب معظم الماء إلى الفضاء

لم نؤكد بعد وجود الحياة في الماضي العميق للمريخ ، لكننا ما زلنا نتساءل ما الذي كان يمكن أن يتسبب في انقراضه (إذا اختفت الحياة حقًا ، ولم تتعمق تحت السطح ، على سبيل المثال). أساس الحياة ، على الأقل كما نعرفها ، هو الماء. مقدر المريخ المبكر يمكن أن تحتوي على الكثير من الماء السائل بحيث تغطي سطحها بالكامل بطبقة من 100 إلى 1500 متر. لكن المريخ اليوم أشبه بصحراء جافة.ولا يزال العلماء يحاولون معرفة سبب هذه التغييرات.

يحاول العلماء ، على سبيل المثال ، الشرح كيف فقد المريخ الماءكان ذلك على سطحه منذ مليارات السنين. في معظم الأوقات ، كان يُعتقد أن الكثير من مياه المريخ القديمة قد تسربت عبر الغلاف الجوي إلى الفضاء. في نفس الوقت تقريبًا ، كان المريخ على وشك أن يفقد مجاله المغناطيسي الكوكبي ، مما أدى إلى حماية غلافه الجوي من نفاثة من الجسيمات المنبعثة من الشمس. بعد ضياع المجال المغناطيسي بسبب حركة الشمس ، بدأ الغلاف الجوي للمريخ بالاختفاء.واختفى الماء معها. أظهرت دراسة جديدة نسبيًا لوكالة ناسا أن الكثير من المياه المفقودة قد يكون محاصرًا في الصخور في قشرة الكوكب.

قام العلماء بتحليل مجموعة من البيانات التي تم جمعها أثناء دراسة المريخ على مدار سنوات عديدة ، وبناءً عليها توصلوا إلى استنتاج مفاده أن إطلاق الماء من الغلاف الجوي في الفضاء ، فهي مسؤولة فقط عن الاختفاء الجزئي للمياه من بيئة المريخ. تظهر حساباتهم أن الكثير من المياه التي تعاني من نقص حاليًا مرتبطة بالمعادن الموجودة في قشرة الكوكب. تم تقديم نتائج هذه التحليلات إيفي شيلر من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وفريقها في مؤتمر الكواكب والقمر الثاني والخمسين (LPSC). نُشر مقال يلخص نتائج هذا العمل في مجلة Nauka.

في الدراسات ، تم إيلاء اهتمام خاص للجماع. محتوى الديوتيريوم (نظير أثقل للهيدروجين) في الهيدروجين. ديوتر يحدث بشكل طبيعي في الماء عند حوالي 0,02 في المائة. ضد وجود الهيدروجين "الطبيعي". الهيدروجين العادي ، بسبب كتلته الذرية المنخفضة ، أسهل في الخروج من الغلاف الجوي إلى الفضاء. تخبرنا النسبة المتزايدة من الديوتيريوم إلى الهيدروجين بشكل غير مباشر عن سرعة خروج الماء من المريخ إلى الفضاء.

استنتج العلماء أن النسبة الملحوظة من الديوتيريوم إلى الهيدروجين والأدلة الجيولوجية على وفرة المياه في الماضي المريخي تشير إلى أن فقدان الماء على الكوكب لا يمكن أن يحدث فقط نتيجة للهروب الجوي في الماضي المريخي. الفراغ. لذلك ، تم اقتراح آلية تربط الإطلاق بالجو مع التقاط بعض الماء في الصخور. من خلال العمل على الصخور ، يسمح الماء بتكوين الطين والمعادن الرطبة الأخرى. نفس العملية تحدث على الأرض.

ومع ذلك ، فإن نشاط الصفائح التكتونية على كوكبنا يؤدي إلى حقيقة أن الأجزاء القديمة من قشرة الأرض التي تحتوي على معادن رطبة يتم ذوبانها في الوشاح ، ثم يتم إعادة المياه الناتجة إلى الغلاف الجوي نتيجة العمليات البركانية. على كوكب المريخ بدون الصفائح التكتونية ، فإن احتجاز الماء في القشرة الأرضية هو عملية لا رجعة فيها.

منطقة بحيرة المريخ الداخلية

بدأنا الحياة تحت الأرض وسنعود إليها في النهاية. يعتقد العلماء أن موطنها المثالي في ظروف المريخ يمكن إخفاء الخزانات عميقاً تحت طبقات التربة والجليد. قبل عامين ، أعلن علماء الكواكب عن اكتشاف بحيرة كبيرة المياه المالحة تحت الجليد في القطب الجنوبي للمريخالتي قوبلت بالحماس من ناحية ، ولكن أيضًا ببعض الشك.

ومع ذلك ، في عام 2020 ، أكد الباحثون مرة أخرى وجود هذه البحيرة و وجدوا ثلاثة آخرين. تم إجراء الاكتشافات ، التي تم الإبلاغ عنها في مجلة Nature Astronomy ، باستخدام بيانات الرادار من المركبة الفضائية Mars Express. قالت عالمة الكواكب إيلينا بيتينيلي من جامعة روما ، وهي أحد المؤلفين المشاركين في الدراسة: "لقد حددنا خزان المياه نفسه الذي تم اكتشافه سابقًا ، لكننا وجدنا أيضًا ثلاثة خزانات مياه أخرى حول الخزان الرئيسي". "إنه نظام معقد". تنتشر البحيرات على مساحة تقارب 75 ألف كيلومتر مربع. هذه مساحة حوالي خمس مساحة ألمانيا. يبلغ قطر أكبر بحيرة مركزية 30 كيلومترًا وتحيط بها ثلاث بحيرات أصغر يبلغ عرض كل منها عدة كيلومترات.

7. تصور خزانات المريخ الجوفية

في البحيرات تحت الجليدية ، على سبيل المثال في القارة القطبية الجنوبية. ومع ذلك ، فإن كمية الملح الموجودة في ظروف المريخ يمكن أن تكون مشكلة. ويعتقد أن بحيرات جوفية على سطح المريخ (7) يجب أن يحتوي على نسبة عالية من الملح حتى يبقى الماء سائلاً. يمكن للحرارة من داخل المريخ أن تعمل بعمق تحت السطح ، لكن العلماء يقولون إن هذا وحده لا يكفي لإذابة الجليد. يقول بيتينيلي: "من وجهة النظر الحرارية ، يجب أن تكون هذه المياه شديدة الملوحة". يمكن أن تدعم البحيرات التي تحتوي على حوالي خمسة أضعاف ملوحة مياه البحر الحياة ، ولكن عندما يقترب التركيز من ملوحة مياه البحر بمقدار XNUMX مرة ، لا توجد حياة.

إذا تمكنا من العثور عليه أخيرًا الحياة على المريخ وإذا أظهرت دراسات الحمض النووي أن الكائنات المريخية مرتبطة بكائنات الأرض ، فإن هذا الاكتشاف يمكن أن يحدث ثورة في نظرتنا إلى أصل الحياة بشكل عام ، مما يحول نظرتنا من الأرض البحتة إلى الأرض. إذا أظهرت الدراسات أن الفضائيين المريخيين لا علاقة لهم بحياتنا وأنهم تطوروا بشكل مستقل تمامًا ، فإن هذا سيعني أيضًا ثورة. يشير هذا إلى أن الحياة في الفضاء شائعة لأنها نشأت بشكل مستقل على أول كوكب بالقرب من الأرض.