في يوم الثلاثاء الموافق 16 ديسمبر 2014 ، أعلن علماء وكالة ناسا الذين حضروا اجتماع سقوط الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي في سان فرانسيسكو عن اكتشاف مركبات عضوية على سطح المريخ. يمثل الإعلان اكتشاف "المكون" المفقود الضروري لوجود الحياة - في الماضي أو الحاضر - على كوكب المريخ.
في الواقع ، تطلب الادعاء الاستثنائي أدلة غير عادية - التأكيد الشهير للدكتور كارل ساجان. عمل العلماء ، أعضاء مختبر علوم المريخ - مهمة كيريوسيتي روفر ، على مدى 20 شهرًا لأخذ عينات من الغلاف الجوي للمريخ وعينات سطحية وتحليلها للتوصل إلى استنتاجاتهم. ينبع الإعلان من اكتشافين منفصلين للمواد العضوية: 1) المسامير العشرة أضعاف في مستويات الميثان في الغلاف الجوي ، و 2) عينات الحفر من صخرة تسمى كمبرلاند والتي تضمنت مركبات عضوية معقدة.
تم الكشف عن الميثان ، من أبسط المركبات العضوية ، باستخدام تحليل العينات في صك المريخ (SAM). هذا هو واحد من اثنين من أدوات المختبر المدمجة المضمنة داخل المركبة الصغيرة الحجم ، Curiosity. بعد وقت قصير من هبوطها على سطح المريخ ، بدأ العلماء في استخدام SAM لقياس المحتوى الكيميائي للغلاف الجوي للمريخ بشكل دوري. في العديد من العينات ، كان مستوى الميثان منخفضًا جدًا ، ~ 0.9 جزءًا لكل مليار. ومع ذلك ، تغير ذلك فجأة ، وكما ذكر العلماء في المؤتمر الصحفي ، كانت لحظة "نجاح باهر" فاجأتهم. تم الكشف عن ارتفاعات يومية قصيرة في مستويات الميثان بمتوسط 7 أجزاء لكل مليار.
تم الكشف عن اكتشاف غاز الميثان في كوكب المريخ لعقود ، ولكن في الآونة الأخيرة ، في عامي 2003 و 2004 ، اكتشفت فرق بحثية مستقلة تستخدم مقاييس طيف حساسة على الأرض غاز الميثان في الغلاف الجوي للمريخ. اكتشفت إحدى المجموعات بقيادة فلاديمير كراسنوبولسكي من الجامعة الكاثوليكية ومجموعة أخرى بقيادة الدكتور مايكل موما من مركز ناسا جودارد لرحلات الفضاء ، مستويات إقليمية وزمنية واسعة من الميثان تصل إلى 30 جزءًا في المليار. قوبلت هذه الإعلانات بتشكك كبير من المجتمع العلمي. وكانت القياسات الجوية الأولى بواسطة الفضول سلبية. ومع ذلك ، لم تتراجع أي من المجموعتين عن مطالباتهما.
لا يتعارض الكشف المفاجئ عن ارتفاعات عشرة أضعاف في مستويات الميثان في فوهة غيل مع القياسات البعيدة السابقة من الأرض. كانت التركيزات الموسمية العالية في مناطق لا تتضمن Gale Crater ، ولا يزال من الممكن أن تكون قياسات الفضول ذات طبيعة مماثلة ولكن بسبب بعض العمليات الأقل نشاطًا مما هو موجود في المناطق التي حددها فريق الدكتور ماما.
أكد علماء وكالة ناسا في AGU بقيادة عالم مشروع MSL الدكتور جون جروتزينغر أنهم لا يعرفون حتى الآن كيف يتم إنتاج الميثان. يمكن أن تكون العملية بيولوجية أم لا. هناك عمليات كيميائية غير حيوية يمكن أن تنتج غاز الميثان. ومع ذلك ، كانت عمليات الكشف عن MSL SAM طفرات يومية وتمثل عملية نشطة حقيقية مستمرة على الكوكب الأحمر. هذا وحده هو جانب مثير للغاية من الكشف.
قدم الفريق شرائح لوصف كيفية توليد الميثان. مع مستويات الخلفية المنخفضة المعروفة للميثان عند ~ جزء واحد لكل مليار ، يمكن استبعاد مصدر كوني خارجي ، على سبيل المثال النيازك الدقيقة التي تدخل الغلاف الجوي وتطلق المواد العضوية التي يتم تقليلها بعد ذلك بواسطة ضوء الشمس إلى غاز الميثان. يجب أن يكون مصدر الميثان من أصل محلي.
وأوضح العلماء وسيلتين للإنتاج. في كلتا الحالتين ، هناك بعض الأنشطة اليومية - أو على الأقل الدورية - التي تطلق غاز الميثان من تحت سطح المريخ. يمكن أن يكون المصدر بيولوجيًا يتراكم في الصخور الجوفية ثم يتم إطلاقه فجأة. أو يمكن أن تكون الكيمياء غير الحيوية ، مثل التفاعل بين الزيت المعدني والمياه ، المولد.
تسمى آلية التخزين تحت السطح للميثان المقترحة والموضحة تخزين clathrate. يتضمن تخزين Clathrate مركبات شعرية يمكنها احتجاز الجزيئات مثل الميثان التي يمكن إطلاقها لاحقًا عن طريق التغيرات الفيزيائية في clathrate ، مثل التسخين الشمسي أو الضغوط الميكانيكية. من خلال الصحافة سؤال وجواب ، ذكر علماء وكالة ناسا أنه يمكن الحفاظ على مثل هذه clathrates لملايين ومليارات السنين تحت الأرض.
تضمن الاكتشاف الثاني للمواد العضوية مركبات أكثر تعقيدًا في المواد السطحية. أيضا منذ وصولها إلى المريخ ، استخدمت Curiosity أداة حفر لاستكشاف الأجزاء الداخلية من الصخور. شدد غروتزينغر على الكيفية التي عانت بها المواد الموجودة على سطح المريخ على الفور من تأثيرات الإشعاع ومركب البركلورات الموجود في كل مكان لتقليل وتدمير المواد العضوية الآن وعلى مدى ملايين السنين. لم يقلل الكشف عن أي مواد عضوية في المواد السطحية الفضفاضة والمكشوفة من آمال علماء ناسا في الكشف عن المواد العضوية في صخور المريخ.
تم إجراء الحفر على العديد من الصخور المختارة ، وأخيرًا كانت صخرة طينية تسمى كمبرلاند كشفت عن وجود مركبات عضوية أكثر تعقيدًا من الميثان البسيط. لقد أكد العلماء أن ما هي بالضبط هذه المركبات العضوية لا يزال لغزا بسبب الوجود المربك للبيركلورات الكيميائية النشطة التي يمكن أن تحطم بسرعة المواد العضوية إلى أشكال أبسط.
تطلب الكشف عن المواد العضوية في الصخور الطينية كمبرلاند أداة الحفر وكذلك المجرفة على الذراع الروبوتية متعددة الأوجه لتسليم العينة إلى مختبر SAM لتحليلها. للكشف عن الميثان ، يحتوي SAM على صمام سحب لتلقي عينات الغلاف الجوي.
وصف د. غروتزينغر كيف تم اختيار كمبرلاند كمصدر عينة. تسمى الصخرة بحجر الطين الذي خضع لعملية تسمى التهجين - تحول الرواسب إلى الصخور. وأكد جروتزينغر أن السوائل سوف تتحرك من خلال هذه الصخور أثناء التهجين والبيركلورات يمكن أن تدمر المواد العضوية في هذه العملية. قد يكون هذا هو الحال بالنسبة للعديد من الصخور المتحولة على سطح المريخ. أظهرت مجموعة العلماء مقارنة بين عينات الصخور التي تم قياسها بواسطة SAM. تمت مقارنة اثنين - على وجه الخصوص - من صخرة "جون كلاين" وصخرة كمبرلاند. لم يظهر الأول أي مواد عضوية وكذلك صخور أخرى تم أخذ عينات منها ؛ لكن عينة حفر كمبرلاند من الداخل تكشف عن مواد عضوية.
كان تحليل العمل شاقًا - حيث عاد إلى بيان ساجان. لم تكتشف لجنة العلماء أهمية اكتشاف المواد العضوية على كوكب المريخ ، ووصف جروتزينغر هذين الاكتشافين بأنه الإرث الدائم لكوكب المريخ المريخي. علاوة على ذلك ، ذكر أن طرق الاكتشاف والتحليل ستذهب إلى حد بعيد لتوجيه اختيار الأدوات واستخدامها أثناء مهمة روفر مارس 2020.
يكتمل اكتشاف المواد العضوية المجموعة الضرورية من "المكونات" للحياة الماضية أو الحالية على كوكب المريخ: 1) مصدر للطاقة ، 2) الماء ، و 3) المواد العضوية. هذه هي المتطلبات الأساسية لوجود الحياة كما نعرفها. لا يزال البحث عن الحياة على كوكب المريخ في بدايته ، ولا تزال الاكتشافات الجديدة للمواد العضوية ليست علامة واضحة على أن الحياة موجودة أو موجودة اليوم. ومع ذلك ، قدم الدكتور جيم جرين ، الذي قدم فريق العلماء ، والدكتور غروتزينغر ، تأكيدًا على حجم هذه الاكتشافات وكيفية ارتباطها بأهداف برنامج ناسا المريخ - خاصة الآن مع التركيز على إرسال البشر إلى المريخ. بالنسبة لمركبة الفضول المريخ ، تستمر الرحلة فوق منحدرات جبل شارب والآن بجدية أكبر والبحث المستمر عن الصخور المشابهة لـ Cumberland.
المراجع:
