تشير الأبحاث الجديدة إلى أن العواصف الترابية على مستوى الكوكب على كوكب المريخ يمكن أن تخلق ثلجًا من المواد الكيميائية المسببة للتآكل التي تتسبب في الحياة. يمكن للعناصر بعد ذلك الإصلاح في جزيئات بيروكسيد الهيدروجين ، وتسقط على الأرض كثلج من شأنه أن يدمر الجزيئات العضوية المرتبطة بالحياة. قد تتركز هذه المادة الكيميائية السامة في الطبقات العليا من تربة المريخ ، مما يمنع الحياة من البقاء.
قد تؤدي العواصف الترابية على مستوى الكوكب التي تحجب المريخ بشكل دوري في عباءة حمراء إلى توليد ثلج من المواد الكيميائية المسببة للتآكل ، بما في ذلك بيروكسيد الهيدروجين ، التي ستكون سامة للحياة ، وفقًا لدراستين جديدتين تم نشرهما في أحدث إصدار من مجلة Astrobiology .
استنادًا إلى الدراسات الميدانية على الأرض والتجارب المختبرية والنمذجة النظرية ، يجادل الباحثون بأن المواد الكيميائية المؤكسدة يمكن أن تنتج بواسطة الكهرباء الساكنة المتولدة في سحب الغبار الدائرية التي غالبًا ما تحجب السطح لأشهر ، حسبما قال الفيزيائي غريغوري تي. ديلوري المؤلف الأول لإحدى الصحف. وقال إنه إذا تم إنتاج هذه المواد الكيميائية بانتظام على مدى 3 مليارات سنة الماضية ، عندما يفترض أن المريخ كان جافًا ومغبرًا ، فإن البيروكسيد المتراكم في التربة السطحية يمكن أن يكون قد بني إلى مستويات من شأنها أن تقتل "الحياة كما نعرفها".
قال ديلوري ، زميل أول في مختبر علوم الفضاء بجامعة كاليفورنيا في بيركلي: "إذا كان هذا صحيحًا ، فإن هذا يؤثر كثيرًا على تفسير قياسات التربة التي أجراها مالكو الفايكنج في السبعينيات". كان الهدف الرئيسي لمهمة الفايكنج ، المكونة من مركبتين فضائيتين أطلقتهما وكالة ناسا في عام 1975 ، هو اختبار تربة المريخ الحمراء بحثًا عن علامات الحياة. في عام 1976 ، استقر المركبان اللذان كانا على متن المركبة الفضائية على سطح المريخ وأجروا أربعة اختبارات منفصلة ، بما في ذلك بعض التي تضمنت إضافة العناصر الغذائية والمياه إلى الأوساخ واستنشاق إنتاج الغاز ، والتي يمكن أن تكون علامة منبثقة عن الكائنات الحية الدقيقة الحية.
كانت الاختبارات غير حاسمة لأنه تم إنتاج الغازات لفترة وجيزة فقط ، ولم تجد الأدوات الأخرى أي آثار للمواد العضوية التي يمكن توقعها إذا كانت الحياة موجودة. وقال ديلوري إن هذه النتائج تدل على تفاعل كيميائي أكثر من وجود الحياة.
وقال: "لا تزال هيئة المحلفين تناقش ما إذا كانت هناك حياة على كوكب المريخ ، لكن من الواضح أن المريخ يعاني من ظروف تفاعل كيميائي للغاية في التربة". "من الممكن أن تكون هناك آثار تآكل طويلة المدى من شأنها أن تؤثر على الأطقم والمعدات بسبب المؤكسدات في تربة المريخ والغبار."
وبشكل عام ، قال: "إن التعرض المكثف للأشعة فوق البنفسجية ، ودرجات الحرارة المنخفضة ، ونقص المياه ، والأكسدة في التربة تجعل من الصعب على أي ميكروب البقاء على كوكب المريخ".
يوضح مقال Delory وزملاؤه الذي ظهر في عدد يونيو من علم الأحياء الفلكي أن الحقول الكهربائية المتولدة في العواصف والأعاصير الصغيرة ، التي يطلق عليها شياطين الغبار ، يمكن أن تفصل ثاني أكسيد الكربون وجزيئات الماء عن بعضها البعض ، مما يسمح لها بإعادة التوليف على شكل بيروكسيد الهيدروجين أو أكثر من الأكسيد الفائق المعقد . تتفاعل جميع هذه المؤكسدات بسهولة مع الجزيئات الأخرى وتدمرها ، بما في ذلك الجزيئات العضوية المرتبطة بالحياة.
تظهر ورقة ثانية ، شارك في تأليفها ديلوري ، أن هذه المؤكسدات يمكن أن تتشكل وتصل إلى مثل هذه التركيزات بالقرب من الأرض خلال العاصفة التي تتكثف في تساقط الثلوج ، وتلوث الطبقات العليا من التربة. وفقًا للمؤلف الرئيسي Sushil K. Atreya من قسم علوم الغلاف الجوي والمحيطات وعلوم الفضاء في جامعة ميشيغان ، فإن المواد فائقة الأكسدة لا يمكنها فقط تدمير المواد العضوية على المريخ ، ولكن تسريع فقدان الميثان من الغلاف الجوي.
شارك في تأليف الورقتين من مركز ناسا جودارد لرحلات الفضاء. جامعة ميشيغان ؛ جامعة ديوك؛ جامعة ألاسكا ، فيربانكس. معهد SETI ؛ معهد أبحاث الجنوب الغربي. جامعة واشنطن ، سياتل. وجامعة بريستول في إنجلترا.
كان ديلوري وزملاؤه يدرسون الشياطين الترابية في الجنوب الغربي الأمريكي لفهم كيفية إنتاج الكهرباء في مثل هذه العواصف وكيف ستؤثر المجالات الكهربائية على الجزيئات في الهواء - على وجه الخصوص ، الجزيئات مثل تلك الموجودة في الغلاف الجوي المريخي الرقيق.
وقال: "نحاول النظر إلى السمات التي تجعل كوكبًا صالحًا للسكن أو غير صالح للسكن ، سواء للحياة التي تطورت هناك أو للحياة التي نأتي بها إلى هناك".
استنادًا إلى هذه الدراسات ، استخدم هو وزملاؤه نماذج فيزياء البلازما لفهم كيف تصبح جزيئات الغبار التي تفرك بعضها البعض أثناء العاصفة مشحونة بشكل إيجابي وسالب ، وهي الطريقة التي تتراكم بها الكهرباء الساكنة عندما نسير عبر سجادة ، أو تتراكم الكهرباء في سحابات الرعد . ووجد ديلوري وزملاؤه أنه على الرغم من عدم وجود دليل على تفريغ البرق على المريخ ، إلا أن المجال الكهربائي المتولد عندما تنفصل الجسيمات المشحونة في عاصفة ترابية يمكن أن يسرع الإلكترونات إلى سرعات كافية لتفكيك الجزيئات.
"من عملنا الميداني ، نعلم أن الحقول الكهربائية القوية تتولد من العواصف الترابية على الأرض. وقال الدكتور ويليام فاريل من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا في جرينبيلت ، ماريلاند أيضًا ، إن التجارب المعملية والدراسات النظرية تشير إلى أن الظروف في الغلاف الجوي للمريخ يجب أن تنتج حقولًا كهربائية قوية أثناء العواصف الترابية هناك أيضًا.
نظرًا لأن بخار الماء وثاني أكسيد الكربون هما أكثر الجزيئات انتشارًا في الغلاف الجوي للمريخ ، فإن الأيونات الأكثر ترجيحًا لتكوينها هي الهيدروجين ، الهيدروكسيل (OH) وأول أكسيد الكربون (CO). وفقا للدراسة الثانية ، سيكون أحد منتجات إعادة تركيبها هو بيروكسيد الهيدروجين (H2O2). عند تركيزات عالية بما فيه الكفاية ، يتكثف البيروكسيد في مادة صلبة ويسقط من الهواء.
إذا كان هذا السيناريو قد حدث على كوكب المريخ لمعظم تاريخه ، لكان من الممكن أن يخدع البيروكسيد المتراكم في التربة تجارب الفايكنج التي تبحث عن الحياة. في حين اكتشفت تجارب الإصدار المسمى وتبادل الغازات على مركبات الهبوط الغاز عند إضافة الماء والمغذيات إلى تربة المريخ ، لم تجد تجربة مطياف الكتلة للهبوط أي مواد عضوية.
في ذلك الوقت ، اقترح الباحثون أن المركبات شديدة التفاعل في التربة ، ربما بيروكسيد الهيدروجين أو الأوزون ، يمكن أن تنتج القياسات ، وتقليد استجابة الكائنات الحية. اقترح آخرون مصدرًا محتملاً لهذه المؤكسدات: التفاعلات الكيميائية في الغلاف الجوي التي تحفزها الأشعة فوق البنفسجية من الشمس ، والتي تكون أكثر كثافة بسبب الغلاف الجوي الرقيق للمريخ. كانت المستويات المتوقعة أقل بكثير مما هو مطلوب لإنتاج نتائج الفايكنج ، ومع ذلك.
وقال ديلوري إن إنتاج المؤكسدات بفعل العواصف الترابية والشياطين الترابية ، التي يبدو أنها شائعة على كوكب المريخ ، ستكون كافية لإحداث ملاحظات الفايكنج. قبل ثلاثين عامًا ، اعتبر بعض الباحثين إمكانية أن تكون العواصف الترابية نشطة كهربيًا ، مثل العواصف الرعدية على الأرض ، وأن هذه العواصف قد تكون مصدرًا للكيمياء التفاعلية الجديدة. لكن هذا كان غير قابل للاختبار حتى الآن.
وقال "إن وجود البيروكسيد قد يفسر المأزق الذي شهدناه مع المريخ ، ولكن لا يزال هناك الكثير مما لا نفهمه حول كيمياء الغلاف الجوي وتربة الكوكب".
يمكن لأعضاء الفريق اختبار هذه النظرية بشكل أكبر من خلال مستشعر المجال الكهربائي الذي يعمل جنبًا إلى جنب مع نظام كيمياء الغلاف الجوي على متن مركب المريخ أو الهبوط في المستقبل.
يضم الفريق Delory و Atreya و Farrell و Nilton Renno & Ah-San Wong من جامعة ميشيغان. ستيفن كومر من جامعة ديوك ، دورهام ، نورث كارولاينا ؛ ديفيس سينتمان من جامعة ألاسكا ؛ جون مارشال من معهد SETI في ماونتن فيو ، كاليفورنيا. سكوت رافكين من معهد الجنوب الغربي للأبحاث في سان أنطونيو ، تكساس ؛ وديفيد كاتلينج من جامعة واشنطن.
تم تمويل البحث من قبل برنامج المريخ للأبحاث الأساسية التابع لناسا وصناديق المؤسسات الداخلية الداخلية التابعة لناسا جودارد.
المصدر الأصلي: UC Berkeley News Release
