به گزارش ثریا مریخ‌نورد کنجکاوی ناسا، ترکیبی متنوع از مولکول‌های آلی را در مریخ پیدا کرده است، از جمله مواد شیمیایی که به عنوان عناصر سازنده منشأ حیات در زمین در نظر گرفته می‌شوند.

این اولین باری است که نوع جدیدی از آزمایش شیمیایی در سیاره دیگری انجام می‌شود.

مریخ‌نورد «کنجکاوی» از زمان فرود بر روی سیاره سرخ در تاریخ 6 اوت 2012، با وظیفه‌شناسی در حال کاوش دهانه گیل(Gale) و کوه شارپ(Mount Sharp) مریخ بوده است. این مریخ‌نورد که به اندازه یک خودرو است، اکنون در منطقه گلن توریدون(Glen Torridon) در دهانه گیل در حال گردش است، مکانی که دانشمندان معتقدند اگر حیات در آنجا وجود داشته، می‌توانسته شرایطی را که برای پشتیبانی از حیات باستانی مطلوب بوده است، پشتیبانی کند.

کنجکاوی در این منطقه، اخیراً از مجموعه ابزار «تحلیل نمونه در مریخ»(SAM) خود که برای جستجوی ترکیبات عنصر کربن مرتبط با حیات و بررسی روش‌های تولید و نابودی این ترکیبات در اکوسفر مریخ ساخته شده است، استفاده کرد.

ابزار SAM کنجکاوی توانست از یک ماده شیمیایی به نام «تترامتیل آمونیوم هیدروکسید»(TMAH) برای شناسایی مولکول‌های آلی در ماسه‌سنگ غنی از خاک رس منطقه استفاده کند. مواد شیمیایی تازه شناسایی شده شامل مولکول‌های حاوی نیتروژن و گوگرد هستند که مشابه مواد اولیه‌ای هستند که به ایجاد حیات در زمین کمک کرده‌اند. با این حال، این آزمایش نمی‌تواند بگوید که آیا این مواد شیمیایی متعلق به حیات باستانی مریخ بوده‌اند یا از فرآیندهای سطح‌شناسی غیرزیستی ناشی می‌شوند.

مطالعه اولین آزمایش TMAH توسط کنجکاوی به دست ایمی ویلیامز(Amy Williams)، دانشیار گروه علوم زمین‌شناسی در دانشگاه فلوریدا در گینزویل رهبری شد. این پژوهش در مجله Nature Communications منتشر شده است.

ویلیامز می‌گوید: این آزمایش و نتایج آن حاصل عشق و علم بوده است. این اولین باری بود که TMAH در دنیای دیگری شناسایی می‌شد و تیم ما به طور گسترده برای تفسیر و تأیید مولکول‌های شناسایی شده در این آزمایش که در نوع خود بی‌نظیر بود، تلاش کرد.

ماسه‌سنگ‌های حاوی رس

آزمایش کنجکاوی بیش از 20 مولکول آلی را از ماسه‌سنگ‌های حاوی رس در بخش تقریباً 3.5 میلیارد ساله تپه ناکفریل(Knockfarrill) در «گلن توریدون» شناسایی کرد. تنوع مولکول‌های آلی مشاهده شده نشان می‌دهد که با وجود میلیاردها سال دیاژنز (فرآیندی که طی آن رسوب به سنگ تبدیل می‌شود) و قرار گرفتن در معرض تابش، برخی از تنوع شیمیایی در رسوبات باستانی مریخ حفظ شده است.

محققان می‌گویند: ما فرض می‌کنیم که این مجموعه از مواد آلی، محصولات تجزیه ترموکمولیز TMAH از مواد ماکرومولکولی آلی باستانی را نشان می‌دهد که در سنگ‌های رسوبی میلیاردها ساله در دهانه گیل حفظ شده‌اند.

ویلیامز گفت که اکتشافات مریخ‌نورد کنجکاوی با سایر ابزارهای موجود در آن تأیید شده است. وی افزود: ما با استفاده از برخی از تجهیزات یدکی SAM، شناسایی مولکول‌ها را تکرار کردیم تا یافته‌های خود را تأیید کنیم. فکر می‌کنم زمان به خوبی سپری شد، زیرا اکنون شواهدی داریم که نشان می‌دهد مجموعه مولکول‌هایی که توسط معرف TMAH از هم جدا شده‌اند، از کربن ماکرومولکولی پیچیده‌تری که در زیرسطح مریخ حفظ شده است، مشتق شده‌اند.

مواد آلی بومی مریخ

این مقاله که به تازگی منتشر شده است، توضیح می‌دهد که توصیف مداوم مواد آلی در مریخ، ستونی از اکتشافات رباتیک مدرن است، زیرا آژانس‌های فضایی مریخ‌نوردها و فرودگرها را برای بررسی سکونت‌پذیری گذشته و حال مریخ و جستجوی نشانه‌های حیات می‌فرستند.

علاوه بر این، محققان طی یک دهه، از جستجوی مولکول‌های آلی در مریخ به سمت شناسایی مواد آلی بومی مریخ پیشرفت کرده‌اند.

ویلیامز و همکارانش در این مطالعه گزارش می‌دهند که اکنون ما آماده‌ایم تا به منبع این مواد آلی، چه برون‌زا (مثلاً ذرات شهاب‌سنگی، دنباله‌داری یا غبار بین سیاره‌ای) و چه درون‌زا (مثلاً تولید شده به صورت غیرزیستی یا بیولوژیکی) بپردازیم.

همانطور که در این مقاله تحقیقاتی جدید اشاره شده است، تأیید ماده آلی ماکرومولکولی از این احتمال پشتیبانی می‌کند که آزمایش‌های ترموکمولیز TMAH بهینه شده در آینده می‌توانند نشانه‌های زیستی باستانی حفظ شده در ماکرومولکول‌های مریخ (در صورت وجود) را آزاد کنند.

این مقاله نتیجه‌گیری می‌کند که نتایج این آزمایش، کتابخانه مولکول‌های آلی تأیید شده و پیشنهادی حفظ شده در طول زمان سطح‌شناسی عمیق در نزدیکی سطح مریخ را گسترش می‌دهد و وجود کربن ماکرومولکولی در مریخ را تأیید می‌کند.

مکان‌های مختلف در مریخ

دانشمندان می‌گویند که اکتشافات کنجکاوی می‌تواند با مشاهدات دیگر مریخ‌نورد ناسا در حال انجام وظیفه مرتبط باشد. ویلیامز گفت: یافته‌های ما با برخی از مشاهدات مواد آلی با مریخ‌نورد «استقامت»(Perseverance) همسو است.

ویلیامز گفت: آزمایش TMAH روی مریخ‌نورد کنجکاوی برای شناسایی ترکیبات آلی حلقوی (یا آروماتیک) که از کربن ماکرومولکولی پیچیده‌تر مشتق شده‌اند، استفاده شد. در همین حال، مریخ‌نورد استقامت از ابزار متفاوتی برای یافتن شواهدی برای ترکیبات آلی حلقوی و کربن ماکرومولکولی استفاده کرده است.

وی افزود: ما اکنون شواهدی برای مواد آلی متنوع و بالقوه پیچیده داریم که در مکان‌های مختلف مریخ حفظ شده و با مجموعه ابزارهای مختلف شناسایی شده‌اند. این نشان می‌دهد که کربن آلی در دوره‌های زمانی طولانی در مریخ، با توجه به محیط تابشی خشن، بهتر از آنچه انتظار داشتیم، حفظ شده است.

ابزارهای تشخیص حیات در آینده

ویلیامز می‌گوید این نتایج جدید می‌تواند برای ابزارهای تشخیص حیات در آینده که به صورت رباتیک یا توسط فضانوردان انجام می‌شوند، مفید باشد و آزمایش TMAH را پیشگامی برای ماموریت‌های سیاره‌ای آینده می‌نامد.

نسخه‌هایی از آزمایش TMAH با دستگاه تجزیه و تحلیل مولکول‌های آلی مریخ(MOMA) بر روی مریخ‌نورد «روزالیند فرانکلین»(Rosalind Franklin) آژانس فضایی اروپا که به مقصد دشت اوکسیا پلانوم(Oxia Planum) مریخ در نظر گرفته شده است و همچنین بر روی دستگاه طیف‌سنج جرمی دراگون‌فلای(DraMS) که بر روی فضاپیمای دراگون‌فلای(Dragonfly) نصب شده که به مقصد قمر زحل موسوم به تایتان(Titan) خواهد رفت، در حال پرواز هستند.

ویلیامز گفت که نتایج جدید می‌تواند به طراحی تجربی برای این ماموریت‌های آینده کمک کند.

ویلیامز افزود: آزمایش TMAH نشان داد که کربن ماکرومولکولی در دوره‌های زمانی طولانی در برخی از سنگ‌های مریخ حفظ شده است. این اطلاعات قدرتمندی برای ماموریت‌ها و ابزارهای تشخیص حیات در آینده است، زیرا اکنون می‌دانیم که مولکول‌های بزرگتری که می‌توانستند توسط حیات ساخته شوند، می‌توانند در نزدیکی سطح مریخ حفظ شوند.

وی نتیجه گرفت که ابزارهای نسل بعدی می‌توانند بر تکنیک‌هایی برای استخراج کامل‌تر این مواد آلی تمرکز کنند و اطلاعات جدیدی در مورد هویت و احتمالاً منشأ آنها، چه زمین‌شناسی، شهاب‌سنگی یا بیولوژیکی جمع‌آوری کنند.