ممکن است آب تنها نشانۀ حیات بیگانه نباشد

MacTavish · 29/8/19

بیگ بنگ: وقتی صحبت از جستجو برای یافتن بیگانگان می‌شود، دانشمندان بیشتر روی مکان‌هایی تمرکز می‌کنند که احتمال وجود آب هست. اکنون محققان معتقدند نگاهی به عناصر «زیستی ضروری» مانند فسفر و مولیبدَن، می‌تواند به قضاوت در مورد پتانسیل یک جهان برای وجود حیات کمک کند.

به گزارش بیگ بنگ، تقریباً در هر جایی از سیاره‌ی زمین که آب هست، از مرتفع‌ترین ابرها تا عمیق‌ترین لایه‌ی پوسته‌ زمین، حیات هم وجود دارد. در واقع جستجوها برای یافتن حیات خارج از سیاره‌ زمین، صرفاً روی جهان‌هایی متمرکز می‌شوند که «قابل سکونت» باشند و دمای آن‌ها به گونه‌ای باشد که بتواند آب را به صورت مایع روی سطح خود حفظ کنند.

برای مثال، هرچند دمای سطح سیاره‌ ناهید به قدری است که می‌تواند سرب را ذوب کند، تحقیقی در سال ۲۰۱۶ نشان داد که ممکن است این سیاره حدود ۷۱۵ میلیون سال پیش قابل سکونت بوده باشد. دانشمندان حدس می‌زنند که حتی اگر زمانی زندگی روی سیاره‌ ناهید وجود داشته، ممکن است بخشی از آن حیات هنوز هم در ابرهای این سیاره زنده مانده باشد.

آوی لئوب، نویسنده و پروهشگر ارشد و رئیس بخش اخترشناسی دانشگاه هاروارد در کمبریج می‌گوید: «البته برای حیات به صورتی که ما می‌شناسیم، موارد ضروری دیگری هم وجود دارد. مثلاً برای حیات ِ موجود در اقیانوس‌ها، ممکن است نیتروژن و فسفر هم عناصری کلیدی باشند. نیتروژن برای ساخته شدن پروتئین لازم است، و نیتروژن و فسفر هر دو از اجزای کلیدی DNA و RNA هستند. مطالعات اخیر نشان می‌دهند که حتی ممکن است افزایش میزان فسفر موجود در اقیانوس‌ها در حدود ۶۳۵ تا ۸۰۰ میلیون سال پیش، به فرگشت حیوانات روی سیاره‌ زمین کمک کرده باشد.

محققان برای پی‌بردن به نقش عنصرهای زیستی ضروری در فرگشت حیات بیگانگان، روی امکان دستیابی به این عناصر در جهان‌هایی که زیر سطح یخی‌شان اقیانوس‌های مایع دارند، تمرکز کرده‌اند؛ از جمله می‌توان به قمر مشتری به نام اروپا و قمر زحل به نام انسلادوس اشاره کرد. لئوب افزود:«دانشمندان حدس می‌زنند در آب مایع زیر یخ قمر اروپا و انسلادوس حیات وجود داشته باشد، به همین منظور ناسا و آژانس فضایی اروپا، هر دو برنامه‌هایی مانند مأموریت اروپا کلیپر ۱ برای بازدید این دو قمر را دارند.»

در سیاره‌ زمین، منبع اصلی فسفر اقیانوس‌ها، صخره‌هایی به نام فلسیک‌ هستند که توسط باران‌های اسیدی فرسوده می‌شوند. فسفر از طریق فعالیت‌های هیدروترمالی از دریاهای سیاره‌ زمین جدا می‌شود. بر اساس تجربیات گذشته محققان معتقدند فعالیت‌های هیدروترمالی در انسلادوس و احتمالا اروپا هم وجود دارند. تشعشعات مشتری که مولکول‌هایی به نام اکسیدان تولید می‌کنند، دائما روی سطح اروپا تابیده می‌شوند و در حالی که سطح یخی اروپا به شدت تکان می‌خورد، این اکسیدان‌ها می‌توانند وارد دریاهای مخفی اروپا شوند و با سولفیدها واکنش نشان دهند و آب را به شدت اسیدی کنند. در واقع محققان معتقدند با اینکه امکان دارد اروپا دارای فسفر کافی برای به وجود آمدن حیات باشد، اقیانوس‌های اسیدی می‌توانند مانع شکل‌گیری حیات در آن شوند.

نمایی از انسلادوس قمر زحل در سمت راست و اروپا قمر مشتری در سمت چپ

در مقابل، تحقیقات قبلی نشان می‌دادند که احتمالا آب‌های زیرزمینی انسلادوس به شدت قلیایی باشند. نویسنده‌ اصلی پژوهش و اخترشناس هاروارد، ماناس‌وی لینگام درباره‌ محاسبات دانشمندان در پژوهشی جدید می‌گوید: «اگر اقیانوس‌های یک جهان خنثی یا قلیایی و دارای فعالیت‌های هیدروترمالی باشند، ممکن است فسفر در زمانی بسیار کوتاه‌تر نسبت به عمر منظومه‌ی شمسی (میلیون‌ها سال) از اعماق اقیانوس‌ها جدا شود.

دانشمندان معتقدند که فلزات کمیاب مثل مولیبدن، منگنز و کبالت هم ممکن است از عناصر زیستی ِ ضروری باشند. لینگام می‌گوید:«مولیبدن نقشی حیاتی در چندین آنزیم، به ویژه در تنظیم نیتروژن دارد.» به این صورت که پیوندهای شیمیایی قوی که اتم‌های هیدروژن را در اتمسفر به صورت جفتی نگه می‌دارند، از بین می‌برند و تک اتم‌های هیدروژن را به مولکول‌های آلی حیاتی تغییر می‌دهند. او توضیح می‌دهد:«علاوه بر این، مولیبدن بر به‌هم‌پیوستگی پروتئین‌ها، سوخت و ساز و رشد بسیاری از انـ*ـدام‌ها تاثیر می‌گذارد. منگنز نقش مهمی در زمینه‌ی تولید اکسیژن از طریق فوتوسنتز کلروپلاست‌ها دارد. کبالت نقش‌های بیولوژیکی گوناگونی در متابولیسم، به ویژه در ساخت قسمتی از ویتامین B12 دارد.»

اخترشناسی به نام آدام فرانک در دانشگاه روچستر نیویورک که در این تحقیق نقشی نداشته، می‌گوید:«ایده‌ی پیدا کردن مناطق قابل سکونت در جهان به دهه‌ی‌ ۱۹۵۰ باز می‌گردد و از آن زمان تا کنون، چیزهای زیادی مانند اقیانوس‌های زیرسطحی را کشف کرده‌ایم. بنابراین مهم است این طرز فکر که وجود حیات منحصراً به وجود آب وابسته است را تغییر دهیم و در نظر داشته باشیم که تعدادی از عناصر خاص و ترکیبات شیمیایی نیز ممکن است برای وجود حیات ضروری باشند.»

یک راه برای پی‌بردن ِ اینکه آیا در جهان‌های بیگانگانِ خارج از منظومه‌ی شمسی عناصر ضروری برای حیات وجود دارند یا خیر، مشاهده‌ی ستاره‌هایی است که می‌توانند روی ترکیبات سیارات و قمرهایشان نور بتابانند. وجود یک عنصر در ستاره، طیف رنگ منحصر به فردی را تولید می‌کند که در نور آن ستاره قابل رؤیت است. لینگام می‌گوید:«این طیف می‌تواند درباره‌ی احتمال قابل سکونت بودن سیاره‌هایی که حول مدار این ستاره در چرخش‌اند، اطلاعات زیادی به ما بدهد.

اگر میزان عنصرهای زیستی ضروری یک جهان کم باشد، پتانسیل وجود آن نوع حیاتی که ما می‌شناسیم، در آن جهان محدود می‌شود. با این که مطالعات جدید نشان می‌دهند که ماموریت‌های مربوط به یوروپیا و انکلادوس در آینده شانس کمی برای یافتن حیات دارند، لینگام می‌گوید:«این مأموریت‌ها موقعیتی عالی برای رد مدل‌هایمان است؛ بنابراین انجام این‌گونه مأموریت‌ها به نفع ماست.»

جاناتان لونین، دانشمند سیاره‌شناس از دانشگاه کرنل که او هم در این تحقیق نقشی نداشت، هشدار داد که :«این محاسبات بر اساس پیش‌فرض‌هایی ساده‌اند و باید همیشه به یاد داشته باشیم که سیارات و قمرها بیش از چیزی که انتظار داریم، پیچیده‌اند. این یکی از درس‌های اکتشافی است که از طریق کاوش سیارات به دست آمده است. بنابراین نباید نتایج را قطعی بدانیم، بلکه آن‌ها را به عنوان راهی برای حرکت به سوی برخی مشاهدات که باید در ماموریت‌های آینده انجام شوند، در نظر بگیریم.

لینگام می‌گوید: به اعتقاد محققان هر چند احتمالاً به طور میانگین عنصرهای زیستی ضروری در جهان نادر هستند، با این حال شاید مکان‌هایی وجود داشته‌ باشند که در آن‌ها مقدار این عناصر و در نتیجه احتمال وجود حیات بالاتر باشد. و البته محققان تنها آن نوع از حیات که می‌شناسیم را در نظر گرفته‌اند. لئوب می‌گوید:«آن نوع از حیات که ما نمی‌شناسیم، ممکن است از قوانین شیمیایی متفاوتی (نسبت به قوانین سیاره‌ زمین) پیروی کند که کشف آن هیجان‌انگیزتر از کشف آن نوع از حیات است که ما می‌شناسیم.