سناریوهای متفاوت برای مریخ

دورنمای جست وجوی حیات فرازمینی دیگر از آن حوزه علمی- تخیلی یا شکارگران بشقاب پرنده نیست. به جای اینکه منتظر بیگانگان بمانیم تا به سوی ما بیایند، ما به دنبال آنها می گردیم. شاید تمدن هایی پیشرفته از لحاظ فناوری نیابیم، اما می توانیم به دنبال نشانه های فیزیکی و شیمیایی فرآیندهای بنیادی حیاتی باشیم، یعنی «زیست نشانه ها». اخترشناسان فرای منظومه شمسی، بیش از ۲۰۰ سیاره را کشف کرده اند که به دور ستارگان دیگر می گردند و به سیاره های فراخورشیدی مشهور شده اند. گرچه هنوز نتوانسته ایم بگوییم که این سیاره ها میزبان حیات هستند یا خیر، اما اکنون دستیابی به پاسخ این پرسش تنها وابسته به زمان است. اخترشناسان جولای گذشته غتیرماهف وجود بخار آب در سیاره یی فراخورشیدی را با مشاهده عبور نور ستاره از میان اتمسفر سیاره، تایید کردند. سازمان های فضایی جهان در حال طراحی و ساخت تلسکوپ های قدرتمندی هستند که با مشاهده طیف های نوری سیاره، در سیاره های شبه زمینی به جست وجوی نشانه های حیات می پردازند.
فتوسنتز به خصوص می تواند زیست نشانه های بسیار آشکاری را ایجاد کند. پیدایش فتوسنتز روی یک سیاره دیگر چقدر پذیرفتنی است؟ بسیار. این فرآیند در زمین به قدری موفق بود که تقریباً بنیاد کل حیات بوده است. گرچه برخی ارگانیسم ها از گرما و متان منفذهای هیدروترمال غگرما-آبیف اقیانوسی زنده اند، اما اکوسیستم های غنی روی سطح سیاره همگی به نور خورشید وابسته اند.
زیست نشانه های فتوسنتزی ممکن است دو نوع باشد؛ گازهای اتمسفری که به طور زیستی پدید آمده اند مثل اکسیژن و محصول آن ازن و رنگ های سطحی که نشانگر وجود رنگدانه های تخصصی مثل کلروفیل سبز هستند. ایده جست وجوی چنین رنگدانه هایی تاریخچه یی طولانی دارد. یک قرن پیش اخترشناسان در پی آن بودند که تیره شدن فصلی مریخ را به رشد گیاهان نسبت بدهند. آنها طیف نور بازتابی از سطح را نشانه گیاهان سبز می دانستند. یک مشکل این استراتژی برای «اچ جی ولز» نویسنده که در «جنگ دنیاها» سناریویی متفاوت در ذهن داشت، آشکار بود؛ «رنگ قلمرو گیاهی در مریخ، به جای سبز (به عنوان یک رنگ غالب) ته رنگی از سرخ روشن است.» اگرچه اکنون می دانیم که مریخ هیچ گیاه سطحی ندارد (تیره شدن ناشی از توفان های غبار است)، اما «ولز» این موضوع را پیشگویی کرد که ممکن است ارگانیسم های فتوسنتزی روی سیاره یی دیگر سبز نباشند.
حتی زمین هم در کنار گیاهان سبز، ارگانیسم های فتوسنتزی متنوعی دارد. برخی از گیاهان خشکی برگ هایی قرمز دارند و جلبک های زیر آب و باکتری های فتوسنتزی رنگ هایی رنگین کمانی دارند. باکتری های ارغوانی علاوه بر نور مرئی پرتو فروسرخ خورشیدی را جذب می کنند. پس روی سیاره یی دیگر چه چیزی غالب است؟ چگونه می فهمیم چه زمانی آنها را خواهیم دید؟ پاسخ ها به این جزئیات بستگی دارند که چگونه فتوسنتز بیگانه با نور ستاره مادر (متفاوت از نوع خورشید ما) سازش یافته است؛ نوری که از میان اتمسفری رخنه می کند که شاید ترکیبی مشابه اتمسفر زمین نداشته باشد.
● زیست نشانه های حیات
غیر از رنگ های بازتابی گیاهان، این خصوصیات نیز می توانند نشانه های حیات باشند؛
▪ اکسیژن و آب؛
حتی روی سیاره یی بی جان، نور ستاره مادر با تجزیه بخار آب، به طور طبیعی مقداری اکسیژن در اتمسفر سیاره تولید می کند. اما این گاز به سرعت پراکنده می شود. علاوه بر آن در اکسیداسیون سنگ ها و گازهای آتشفشانی نیز مصرف می شود. بنابراین اگر یک سیاره با آب مایع، اکسیژن فراوانی داشته باشد، باید برخی منابع دیگر این گاز را تولید کرده باشند. فتوسنتز اکسیژنی کاندیدای اصلی است.
▪ ازن؛
پرتو خورشید، مولکول اکسیژن را در استراتوسفر زمین می شکند که پس از آن برای تشکیل ازن باز با هم ترکیب می شوند. علاوه بر آب مایع، ازن یک زیست نشانه قوی است. درحالی که می توان اکسیژن را در طول موج های مرئی تشخیص داد، ازن در طول موج های فروسرخ قابل کشف است که برای برخی تلسکوپ ها آسان تر است.
▪ متان و اکسیژن یا چرخه های فصلی؛
اکسیژن و متان یک ترکیب شیمیایی ناجورند که دست یافتن به آن بدون فتوسنتز دشوار است. چرخه فصلی اوج و فرود غلظت متان هم نشانه خوبی برای حیات است. روی یک سیاره مرده، سطوح متان تقریباً ثابت است که به تدریج در یک جریان درازمدت با شکست مولکول ها توسط نور ستاره کاهش می یابد.
▪ کلرید متیل؛
این گاز روی زمین از سوختن گیاهان (عمدتاً آتش سوزی جنگل ها) و اثر نور خورشید روی پلانکتون و کلرین آب دریا به دست می آید. اکسیداسیون این گاز را از بین می برد. اما پرتو نسبتاً ضعیف یک ستاره نوع M هم ممکن است تولید مقادیر قابل مشاهده این گاز را میسر سازد.
▪ اکسید نیترو ؛
با تجزیه ماده گیاهی، نیتروژن به شکل اکسید نیترو آزاد می شود. منابع غیرزیستی این گاز (مثل صاعقه) ناچیز است.

www.sciam.com, ۷Apr.۲۰۰۸
نانسی کیانگ
ترجمه؛ الهیار امیری

منبع : روزنامه اعتماد