معرفی شش فاجعه فرا زمینی

نوشته شده توسط:کیوان فیض مرندی در سایه روشن » زیست فرازمینی | ۰۶ فروردین ۱۳۹۴ - ۰۳:۵۵ | ۰ دیدگاه

بر روی کره ی زمین، حوادث و فجایع طبیعی فراوانی رخ می دهد. گردبادهایی که همه ساله، مناطق مختلف را در می نوردند، طوفان هایی که شهرها را با خاک یکسان می کنند، و فوران های آتشفشانی که باعث می شوند کشورهای جزیره ای، خالی از سکنه شوند. اما نقاط دیگر منظومه ی شمسی، از این هم خشن تر و بی رحم تر هستند. زیرا در آن ها فجایعی رخ می دهد که اگر در زمین اتفاق بیفتد، اثری از زندگی بر جای نخواهد ماند. از این که روی زمین هستید خوشحال باشید!

کوههای آتشفشانی آیو

کوههای آتشفشانی بر روی زمین اهمیت بسیاری دارند؛ حتی افرادی وجود دارند که آن ها را می پرستند. با توجه به قدرت آتشفشان ها در ساختن و نابود کردن، این مسئله باعث تعجب نیست. به نظر نمی رسد هیچ کدام از حوادث طبیعی دیگر قادر باشند تمام مردمان یک تمدن را نابود کنند یا آنان را وادار سازند که بار و بنه ی خود را جمع کرده، به منطقه ی دیگری بروند. برای نمونه می توان به دو کوه پیناتوبو و مونتسرات اشاره کرد. ساکنان جزایری که این دو کوه در آنها قرار داشتند، راهی جز فرار پیش روی خود ندیدند، زیرا آتشفشان هایی که این مردم بر رویشان زندگی می کردند، قصد جانشان را کرده بودند. ما بر روی زمین شگفتی های دیگری هم از این دست داریم: کالدراها۱ که اَبَرآتشفشان نیز نامیده می شوند؛ آتشفشان هایی به وسعت صدها مایل که می توانند همه ی ما را به کشتن دهند.

آتش فشان های آیو

بر روی آیو، قمر مشتری، چنین فاجعه ای عادی است و هر روز اتفاق می افتد. فشار ناشی از حرکت در میدان مغناطیسی بسیار قوی مشتری و قرار داشتن در معرض پرتوهای دائمی این سیاره ی عظیم، موجب شده آتشفشان های گوگردی آیو، همواره در جوش و خروش باشند.

آتش فشان های آیو

این انفجارهای آتشفشانی، می توانند مواد را تا ۱۲۰ مایل به آسمان پرتاب کنند و مواد گداخته ی حاصل از این آتشفشانها ممکن است تا صدها مایل بر روی سطح آیو جاری شوند. چیزی شبیه کراکاتوا۲ که با فوران های متوالی طی چند روز، آب و هوای جهان را برای چندین سال تغییر داد.

ستاره دنباله دار شومیکر- لوی ۹

ما یک بار بر روی زمین با رویدادی مواجه شدیم که احتمالاً ناشی از انفجار یک ستاره ی دنباله دار بود. این رویداد در اوایل قرن بیستم، بر فراز تونگوسکا در سیبری به وقوع پیوست. تمام درختان محل حادثه، تا شعاع ۱۶۰۹۰۰۰ کیلومتر مربع، برخاک افتادند. به خیر گذشته بود.

آن لکه های کوچک قهوه ای سمت راست تصویر را می بینید؟ هر کدام از آن ها، محل انفجار ستاره ی دنباله دار بوده است. ماجرا از این قرار بود؛ ستاره ی دنباله دار منفجر شد، زیرا همان جاذبه و مغناطیسی که باعث می شود آیو، بی وقفه از خود گوگرد بیرون دهد، ستاره ی دنباله دار را چند تکه کرد. جاذبه، این قطعات را به سمت سیاره ی عظیم مشتری کشاند. نتیجه، فاجعه ای بود که اگر در زمین اتفاق می افتاد، به احتمال زیاد معنایی جز نابودی حیات در این کره نداشت. بسیاری از لکه هایی که بر روی تصویر مشاهده می کنید، به بزرگی سیاره ی زمین هستند! دمای گلوله های آتشین حاصل از این انفجار به ۲۴۰۰۰ کلوین می رسید، یعنی ۴۲۷۴۰/۳۳ درجه فارنهایت. مقایسه کنید با سطح خورشید که دمایی برابر ۹۹۴۱ درجه فارنهایت دارد.

این یعنی درجه حرارتی بیش از چهار برابر درجه حرارت خورشید بر روی سطحی به قطر سیاره ی ما!

لکه سرخ بزرگ مشتری

شدیدترین گردباد منظومه شمسی را می توان در مشتری دید. لکه ی سرخ، تندبادی است که از حدود ۱۸۰ تا ۳۴۵ سال پیش در جریان است و قطری تقریباً سه برابر قطر زمین دارد. با این توضیح می توانید اندازه ی مشتری را بهتر درک کنید؛ کل سیاره ی ما، مقیاس اندازه گیری بخشی از آن است!

تندباد کاترینا وحشتناک بود. سرعت این تندباد عظیم به ۱۷۵ مایل در ساعت می رسید. می شود گفت کاترینا، نیواورلئان را کم و بیش از روی زمین محو کرد. سرعت بادهای لکه ی سرخ بزرگ، حدود ۲۶۸ مایل در ساعت است. بهتر است آن را طوفان پیچنده بنامیم تا تندباد. لکه ی سرخ مشتری با چنین سرعتی قادر است یک پر کاه را به ماه برساند. دانشمندان به درستی نمی دانند چرا رنگ لکه قرمز است و این که چرا این همه مدت از حرکت باز نایستاده. ظاهراً رنگ این طوفان گه گاه از طیف رنگ های قابل تشخیص برای انسان معمولی خارج شده، ناپدید می شود، با این حال لکه ی مشتری همچنان سر جای خود باقی است و با استفاده از تابش فروسرخ قابل مشاهده می باشد. روزی که که عامل به وجود آورنده ی این طوفان از بین برود، لکه ی سرخ هم محو خواهد شد. شاید هم سنگ های عظیم آسمانی به درون آن کشیده شده، نابودش سازند.

بادهای نپتون

کم کم به جایی می رسیم که مقایسه های زمینی کارگر نمی افتد، چرا که برای این رخدادها، مشابهی نمی توان در سیاره ی ما یافت. بادهای نپتون بدون شک این موضوع را اثبات می کنند. شدیدترین باد طبیعی که تاکنون بر روی کره ی زمین ثبت شده، در سال ۱۹۳۴ در کوه واشنگتون واقع در ایالت نیوهمپشر وزیدن گرفته بود و سرعتی برابر ۲۳۱ مایل در ساعت داشت. سرعت بادهای نپتون به حدود ۶۰۰ متر در ثانیه می رسد، یعنی ۱۳۲۴ مایل در ساعت. مقایسه کنید با سرعت صوت که ۷۶۸ مایل در ساعت می باشد.

بادهایی که درنپتون می وزند، از خشن ترین و شدیدترین بادهای منظومه ی شمسی هستند. خوشبختانه از آنجایی که این سیاره، سطح ندارد، لازم نیست نگران فرود آمدن کسی در آنجا باشیم. نپتون هم مثل مشتری، برای خود لکه ای دارد به نام «لکه سیاه بزرگ». اما بر خلاف لکه ی مشتری که توده ای طوفانی از ابر و مه می باشد، لکه ی نپتون یک باد چرخنده است بدون ابر و مه. در واقع، لکه ی سیاه بزرگ، حفره ای است عظیم در سیاره ی نپتون که در آن، بادها با چنان سرعتی می چرخند که جو نپتون خود به خود گشوده شده، بخش های داخلی این سیاره را به نمایش گذاشته است. این لکه هرچند سال یک بار ناپدید و بعد دوباره پدیدار می شود، اندکی شبیه گردبادهای کره ی زمین(با این تفاوت که طوفان های چرخنده ی نپتون سالها طول می کشند). تعجبی هم ندارد، زیرا هر فصل در نپتون، ۴۰ سال طول می کشد!

طوفان های غبار مریخ

شاید فکر کنید حالا که مریخ فقط کمی بزرگتر از نصف زمین است، شرایط ملایمتری دارد، اما اصلاً این طور نیست. در واقع می شود گفت تقریباً همه چیز نسبت به سیاره ی ما عظیمتر است؛ ژرف دره های عظیم تر، یخچال های عظیم تر و آتشفشان های عظیم تر. اگر آتشفشان ها را در لیست نمی بینید، فقط به این دلیل است که هیچ کدام فعال نیستند۳. به هر حال، همسایه ی سرخ رنگ کوچک ما، یک ویژگی دارد که از سایر ویژگی هایش پررنگ تر است؛ عظیم ترین طوفان های غبار منظومه ی شمسی.

وقوع طوفان های غبار در مریخ امری نسبتاً عادی است، اما گاهی این طوفان ها، چند میلیون مایل از این سیاره را درمی نوردند. حتی فکرش هم ترسناک است. بعضی از این طوفان ها می توانند به آسانی یک یا دو قاره در کره ی زمین را طی کنند، و البته گاهی آن قدر بزرگ هستند که قادرند تمام سیاره ی مریخ را پوشش دهند. طوفان های بسیار مهیب مریخ به قدری گرد و خاک به پا می کنند که با به دام انداختن نور خورشید، باعث افزایش دمای این سیاره می شوند. اگر روزی پای بشر به مریخ برسد، می توانیم به عنوان یک استرالیای جهانی روی آن حساب کنیم، محلی برای تبعید جنایتکاران.

سیاره ناهید: بدترین نمونه ی ممکن از عواقب گرمایش هوا

شاید عده ای معتقد باشند که گرمایش زمین، ربطی به کارهای انسان ندارد. در هر حال گرمایش زمین یک حقیقت است. دمای زمین گاهی تغییر می کند و اغلب این تغییرات، ماهیتی گرمایشی دارند. در بدترین حالت می توان شهرهای سیل گرفته و قحطی زده را برای آینده ی زمین متصور شد، با مردمی که جایی برای کشاورزی نمی یابند. در «ستاره»ی سپیدرنگ زیبایی که بسیاری از ما هر شب پس از غروب آفتاب می بینیم، حوادثی رخ می دهد که کابوس زمین آینده، در برابر آن رنگ می بازد.

با مشاهده ی سطح ناهید معلوم می شود که او چهره ی آبله روی خود را پشت پرده ی ابری زیبایش پنهان می کند. این ابرها، باران خالص اسیدی هستند، سولفوریک اسید. دمای محیطی این سیاره که نوسان چندانی در شب و روز ندارد، تقریباً همیشه به طور متوسط ۴۶۰ درجه فارنهایت است. علاوه بر گرمای جان سوز و بارانی که همه چیز را ذوب می کند، فشار هوای سطح این سیاره، ۹۳ برابر فشار هوای زمین در سطح دریاست. فرض کنید در ته اقیانوسی هستید پر از آهن گداخته و خورنده!

آنچه به راستی وحشت می آفریند این است که طبق شواهد یافته شده توسط دانشمندان، ناهید، یک میلیارد سال پیش، از لحاظ اتمسفر و درصد رطوبت، شباهت زیادی به زمین داشته است، اما یک «اثر گلخانه ای افسارگسیخته» باعث به وجود آمدن وضعیت کنونی اش شده است!

۱- کالدرا(Caldera) پدیدة آتشفشانی دیگ‌مانندی است که معمولاً پس از فوران‌های آتشفشانی، و بر اثر فروریختن زمین‌های اطراف آتشفشان شکل می‌گیرد.

۲- کراکاتوآ(Krakatoa) آتشفشانی است که در کشور اندونزی، در تنگة سوندا، بین جزایر سوماترا و جاوه قرار دارد. جزیرة کراکاتوآ از سه مخروط تشکیل شده است که یک حفرة تفتالی دارند و یک آتشفشان (کراکاتوآ) به حساب می‌آیند. این آتشفشان به خاطر انفجار ۲۶ اوت سال ۱۸۸۳ معروف است که از شدیدترین انفجارهای آتشفشانی بوده است و بخش اعظم این جزیره را از بین برده‌ است.

۳- آتشفشان های مریخ، آتشفشان های مرده (extinct volcanoes) هستند. آتشفشان مرده، آتشفشانی‌ است که احتمال فعالیت و فوران مجدد آن وجود ندارد.

سال هاست که اختر زیست شناسان در کرات دیگر با «دنبال کردن آب» به جست و جوی حیات می پردازند. اما آیا ممکن است ماده ای دیگرکلید حیات فرازمینی باشد؟

لشگری واقعی از دانشمندان علوم سیاره ای و اختر زیست شناسان فراتر از کره ی زمین به دنبال حیات می گردند. این تلاش ها فعلاً بر مریخ متمرکز است اما برنامه هایی هم در دست است برای بررسی اقیانوس های احتمالی زیر سطح یخی اروپا، قمرمشتری، و نیز دریاچه ها و دشت های هیدروکربن بر سطح بزرگ ترین قمر زحل، یعنی تیتان.

کشف حیات فرازمینی بی شک یکی از هیجان انگیزترین کشف های علمی در طول تاریخ بشر خواهد بود. اما جست و جو و نیافتن حیات، درجایی که وجود دارد، اشتباهی لپی در مقیاس کیهانی است.

به گفته ی جان بارُس، زیست شناس و اقیانوس شناس دانشگاه واشنگتن در سیاتل، «هیچ چیز در کاوش های فضایی غم انگیزتر از این نیست که با حیات بیگانه مواجه شویم و فقط به سبب کمبود لوازم مناسب یا نداشتن آمادگی علمی آن را نشناسیم». آقای بارُس مدیر گروه 10 نفره ای بود که در سال 2007/1386 گزارشی تأثیر گذار درباره ی جست و جوی حیات منتشر کردند.

ناسا گزارش آکادمی ملی علوم آمریکا را از نظر مالی حمایت کرد تا شیوه ی جست و جوی امروز ما و پیشنهاد هر گونه تغییری برای آینده را ارزیابی کنند. سندی با عنوان «محدودیت های حیات آلی در منظومه های سیاره ای» همین حالا هم بر نحوه ی تفکر برنامه ریزان ماموریت ها درباره ی آزمایش های زیستی در کاوشگری های فضایی آینده اثر می گذارد.

شاید مهم تر از همه این باشد که گزارش بارُس به دانشمندان علوم سیاره ای کمک کرد بیشتر درباره ی شکلی از حیات فکر کنند که آن را نمی شناسیم بر خلاف حیاتی که اینجا روی زمین می بینیم. به گفته ی مایکل مِیِر، دانشمند ارشد برنامه ی کاوش ناسا در مریخ، «این نکته هشداری مفید برای جامعه ی علمی بود.»

شاید مهم ترین تاثیرات این گزارش در دهه های بعد حس شوند، زمانی که دانشمندان ابزارهایی جدید را برای جست و جوی موجودات زنده ی فرازمینی پیشنهاد و طراحی کنند و آخر اینکه اختر زیست شناسان باید خودشان را برای جست وجو - و البته یافتن - حیات «عجیب و غریب» آماده کنند.

بارُس چنین توضیح می دهد: «وقتی در منظومه ی شمسی حیات را جست و جو می کنیم مهم است که بدانیم به دنبال چه باید بگردیم. تا به حال جست و جوی ما بر حیات زمینی متمرکز بوده زیرا این تمام چیزی است که می شناسیم. اما حیاتی که جایی دیگر شکل گرفته ممکن است در مقایسه با حیات زمینی قابل شناسایی نباشد.»

چالش اساسی در جست و جوی حیات بیگانه این است که نمی دانیم به دنبال چه چیز می گردیم. هر چه باشد هیچ کس - یا دست کم کسی که دیگران باورش کنند! هنوز یک میکروب فرازمینی را هم ندیده است. به این ترتیب دانشمندان مایل اند حیات فرازمینی را بر اساس نوع زمینی آن تصور کنند و تخیلات علمی درباره ی احتمالات دیگر بسیار کاهش می یابد.

بیایید به این صورت به قضیه نگاه کنیم: دنیایی را فرض کنید که در آن معماران خانه ها را به جای شکل مکعب به شکل گنبدهای ژئودزیک بسازند. گنبد ژئودزیک کره ای است که از صفحات مثلث شکل به هم قفل شونده ساخته می شود. می توانید آن ها را بزرگ یا کوچک بسازید. آن ها سبک وزن، مستحکم، وجادار هستند.

به سرعت 2000 سال به جلو برویم. گنبدهای ژئودزیک دنیا را فرش کرده اند. اجازه دهید فرض کنیم کسی هم در این دنیا تلسکوپی اختراع کرده که با آن می توان اشیایی به اندازه ی خانه را روی دیگر سیارات تشخیص داد. دانشمندان در این باره بحث می کنند که ساختمان های بیگانه در سیارات دیگر چه شکلی خواهند داشت. فرقی ندارد که چقدر سخت تلاش کنند، آن ها فقط می توانند انواع گنبدهای ژئودزیک را تصور کنند.

جست و جوی حیات فرازمینی هم چنین است. تا همین اواخر شیوه ی کار این بود که «حیات» را با استانداردهای زمینی تعریف کنیم و سپس به دنبال علائمی از چنین ساختار یا فرایند زیستی در جاهای دیگر بگردیم.

دنیای مرطوب

از زمانی که مریخ نشین های وایکینگ خاک مریخ را زیرو رو کردند و آزمایش هایی را در جست و جوی حیات انجام دادند. 33 سال می گذرد. آن زمان بود که جست و جوی مستقیم به دنبال حیات متوقف شد؛ تا دهه ی 1990/1370 که نسل جدیدی از مدارگردها و مریخ نشین ها به مریخ رسیدند. هدف آن ها: یافتن آب و دنبال کردن آن - به کمک مریخ نوردهای خودکار - تا جایی که شاید زمانی حیات وجود داشته است.

آنچه موجب این رویکرد ناسا، یعنی «دنبال کردن آب» در مریخ، شده همین دانش ما از این است که آبِ مایع لازمه ی اصلی برای حیات زمینی است. زیست شناسان تا کنون نتوانسته اند حتی یک موجود را بیابند که بدون آب زنده بماند.

معلوم شده است که مخلوقات زمینی فقط زمانی می توانند روی مواد شیمیایی عمل سوخت و ساز را به خوبی انجام دهند که این مواد در آب حل شوند. بنابراین، آب روی زمین حلال حیات است. آب نباشد، حیاتی که می شناسیم وجود نخواهد داشت.

این ارتباط بین آب و حیات روی زمین، جست و جوی حیات روی مریخ را منحصر به مکان هایی کرده که شاید امروز مرطوب باشند (یا در گذشته بوده باشند). در واقع، این اصل آنقدر قوی است که ممکن است دانشمندان در جایی آب ببینند که وجود ندارد.

در آذر 1385/ دسامبر 2006، ناسا تصویری را منتشر کرد. از فضاپیمای کاوشگر سراسر مریخ (MGS) که اخیراً از کار افتاد. در این تصویر رگه های درخشانی بر یک دیواره ی دهانه های بی نام در منطقه کوهستان های قنطورس سیاره ی سرخ دیده می شد. مایکل میلین و همکارانش، از شرکت سامانه های علوم فضایی میلین، نتیجه گرفتند که این رگه ها پس از سال 1999/1378 و زمانی شکل گرفته اند که فورانی از آب مایع روی این شیب راه آب هایی را شکل داده است.

جان پلتیه و همکارانش، از دانشگاه آریزونا، به کمک تصاویر مدارگرد شناسایی مریخ (MRO) این یافته ی ارزشمند را دنبال کردند. دوربین تفکیک - بالای فضاپیمای MRO می تواند با تصویربرداری از یک مکان از زوایای مختلف تصاویر سه بعُدی تولید کند.

وقتی کامپیوتری این داده ها را پردازش کرد دانشمندان توانستند نقشه های مفصل توپوگرافی (برجسته نگاری) از سطح مریخ تهیه کنند. گروه پلتیه این نقشه را با شبیه سازی های کامپیوتری ترکیب کردند و به این نتیجه رسیدند که رگه ها در کوه های قنطورس به احتمال بسیار حاصل حرکت مواد خشک و دانه دانه - مانند بهمن - بر سراشیبی ماسه ای بوده است. البته هنوز هم نمی توانند احتمال جاری شدن توده ای گل آلود، متشکل از 50 تا 60 درصد ترکیب آب - خاک، را در آن جا رد کنند.

حلاّل های دیگر

بر اساس شواهد رو به افزایش یافت شده که می گویند مریخ زمانی مرطوب بوده و شاید دریاهای کم عمقی هم داشته، این سیاره مکانی منطقی برای جست و جو به دنبال حیات آب - بنیاد است. وقتی آزمایشگاه های خودکار سرانجام این گذشته ی محتمل یا سکونت گاه های امروزی حیات را بر مریخ بیابند به طور منطقی به دنبال موجودات زنده ای می گردند که واکنش های شیمیایی بدنشان بر آب استوار است. هر چند، دانشمندان علوم سیاره ای در دیگر سیارات باید گسترده تر بیاندیشند.

به طور نظری، واکنش های بیوشیمیایی ممکن است در حلال های دیگری بجز آب نیز رخ دهند؛ مثلاً آمونیاک و متان مایع بر سطح تیتان. برخی دانشمندان به احتمالات بسیار عجیب تری اندیشیده اند؛ مانند حیات در نیتروژن مایع بر سطح تریتون، قمر نپتون، یا در ترکیب اَبَرسرد هیدروژن و هلیوم، مانند ساختار سیارات غول پیکر مانند مشتری.

احتمال فرضی وجود حیات در حلال های جایگزین علتی شد تا گروه بارُس به ناسا پیشنهاد دهند که ماموریتی دیگر را به تیتان - با آن دریاچه های مایع و غبار پیچیده ی هیدروکربنش - در اولویت قرار دهد. حلال دیگری که دانمشندان آن را میزبان حیات تصور می کنند، فرم آمید یا متان آمید است؛ ماده ای شیمیایی از نوع آمیدها و مشتق شده از اسید فرمیک که در صنعت استفاده می شود و بسیاری از مواد را در خود حل می کند که در آب حل نمی شوند.

یکی دیگر از حلال های ظاهراً نامأنوس جایگزین آب، که اخترزیست شناسان در نظر دارند، اسید هیدروکلریک است (که جابربن حیّان کاشف آن بوده). این اسید در صورت ترکیب با آب می تواند صورت شما را کاملاً از بین ببرد. اما به تنهایی زیاد خورنده نیست و می تواند سازنده ی بنیان های زیست شیمی پشتیبان حیات باشد.

فرازمینی رونوشتی؟

تقریباً همه عبارت «حیات کربنی» یا «حیات کربن - بنیاد» را شنیده اند. به یک معنی، مولکول های شامل کربن سازه های اصلی مولکول های آلی روی زمین اند.

دقیق تر بخواهیم، باید بگوییم: حیات روی زمین «کهان - بنیاد» است! شیمی آلی - جهانی از واکنش ها که نیروی محرک حیات است - شامل مولکول های پیچیده ی شکل گرفته از کربن، هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن است. فسفر و گوگرد نیز نقش مهمی در واکنش های آلی دارند.

آن قاشق چایخوری شکری که در چای صبح تان می ریزید شامل ساکروز است؛ نوعی هیدروکربن که مولکول های آن شامل آرایشی از 12 اتم کربن، 22 اتم هیدروژن، و 11 اتم اکسیژن هستند و به زبان شیمی آن را چنین می نویسیم: C12H22O11

گلوکز هم نوعی قند است که سلول های بدن شما به عنوان سوخت می سوزانند. مولکول های آن شامل شش اتم کربن، 12 اتم هیدروژن، و 6 اتم اکسیژن هستند (C6H12O6). بدن شما با سوخت و ساز غذا را به گلوکز تبدیل می کند و سپس آن را وارد جریان خون می کند تا سلول ها از این قند انرژی بگیرند.

هر کجای زمین را که نگاه کنید مولکول های آلی را خواهید دید که شامل کربن اند. و در جست و جوی حیات نیز دانشمندان معمولاً فرض می کنند که حیات باید کربن - بنیاد باشد. البته این نتیجه گیری بی تفکر نیست. میر می گوید: «کربن برای حیات مهم است.» وقتی اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ های رادیویی به تجسس در ماده ی میان ستاره ای می پردازند به گفته ی او، «هر مولکول پیچیده ای که کشف می کنند شامل کربن است.» شهاب سنگ های کندریتی کربن دار پُر از مواد کربنی، ازجمله اسیدهای آمینه، یعنی اساس ساختمان پروتئین هستند.

اما نکته ی مهم تری که میر اشاره می کند جست و جو به دنبال مولکول های پیچیده از همان نوعی است که در واکنش های بیوشیمیایی روی زمین شرکت می کنند. یکی از فراوان ترین چنین مولکول هایی روی زمین کلروفیل یا سبزینه است؛ ماده ی سبزرنگ درون گیاهان که نور خورشید و آب را به هیدروکربن ها و گاز دی اکسید کربن تبدیل می کند. فرمول شیمیایی کلروفیل، معمول ترین حالت آن، چنین است: C55H72O5N4Mg. این ملوکول حاوی همان «کهان» معروف به اضافه ی منیزیم است.

سنگ بناهای دیگر

در گزارش بارُس بر این نکته تأکید شده که «اتم های سنگ بنای» احتمالی دیگری هم در کنار کربن وجود دارند. و ما باید به اندازه ی کافی از این واقعیت مطلع باشیم که آن را در طراحی آشکارسازهای زیستی و انتخاب هدف آن ها در نظر بگیریم.

سیلیسیوم اتمی است که معمولاً دارای نقشی بالقوه در حیات تصور می شود. همه ی این ها به بنیان هایی مانند دما مربوط می شود. مولکول های کربن - بنیاد نمی توانند در دماهایی بالاتر از 54 درجه ی سانتی گراد واکنشی انجام دهند. در واقع، آن ها به سادگی از هم می پاشند.

برعکس، در دماهای زیر 123- درجه ی سانتی گراد و واکنش های شیمیایی معمول روی زمین به کندی رخ می دهند یا اصلاً رخ نمی دهند زیرا انرژی کافی برای ایجاد پیوندهای شیمیایی وجود ندارد. و این دماها در نواحی خارجی منظومه ی شمسی حاکم اند. بر قمر زحل، تیتان، حلّالی مایع (متان) و مولکول های آلی وجود دارند، اما احتمالاً حیات کربنی نمی تواند دوام آورد.

سیلیسیوم با مشکل دمای پایین کنار می آید. استیون بِنِر، شیمی دان آلی، شرح می دهد که اتم های سیلیسیوم در دماهای پایین نیز پیوندهایی را شکل می دهند و زنجیره هایی از 30 اتم می سازند. بنر، که عضو بنیاد تحولات ملوکولی کاربردی در دانشگاه فلوریداست، در گروه بارُس هم مشارکت دارد.

سیلیسیوم می تواند با اکسیژن پیوند شیمیایی دهد و مواد واکنش پذیری بسازد که، در نظریه، می توانند مولکول های بزرگ تری را شکل دهند برخی از دانشمندان بر این تصورند که حیات می تواند در خاک رُس، که شامل مولکول های سیلیسیوم و اکسیژن است، وجود داشته باشد. اگر چنین باشد این ماده یک ماده ی معدنی زنده است. (و بنابراین، اگر آب را هم ماده ی معدنی بدانید، ما هم چنین هستیم.)

به گفته ی بِنِر، تا زمانی که بتوانیم به جست و جوی زیست شیمی های خارق العاده بگردیم کارهای بسیاری باید انجام دهیم. اودیگر دانمشندان را دیده که پس از بررسی ها واکنش های شیمیایی عجیبی خلق کرده اند که می توانند اساس سوخت و ساز (متابولیسم) را بر کرات دیگر شکل بدهند. اما آیا آن ها واقعاً عمل می کنند؟

دی اِن اِی متفاوت

وجه جهانی دیگر حیات، که مااینجا روی زمین می شناسیم، تکامل داروینی است. اما، همان طور که مشخص شده، آنچه داروین به آن «انتخاب طبیعی» می گفت کاملاً به حیات دی اِن اِی- بنیاد ما بستگی دارد.

چهار نوع مختلف «باز» یا نوکلئوتید، پله های ساختار نردبانی و پیچ و تاب خورده ی مولکول دی ان ای را می سازند. این پله ها به ستون فقرات مارپیچی ملکول های فسفر - بنیاد متصل می شوند.

دی اِن اِی اطلاعات را ذخیره می کند؛ اطلاعاتی مانند اینکه پروتئین های سازنده ی بدن ما چطور ساخته می شوند. گوناگونی طبیعی ژنتیکی - یعنی تغییرات تصادفی در برنامه ریزی ژنتیکی - شکل و عملکرد موجودات زنده را تغییر می دهد. برخی از این سرهم بندی ها گونه هایی می سازند که بهتر عمل می کنند و برخی خیر.

این تغییرات ممکن است سازگاری پذیر باشند: آن ها به موجود زنده امکان می دهند که بهتر از موقعیت محیطی خود استفاده و رشد کند. ویژگی های سازگاری پذیر پایدارند. آن ها از طریق تولید مثل به نسل بعدی منتقل می شوند. گونه های ناموفق از درخت حیات هَرَس می شوند و این را انقراض می نامیم.

تکامل داروینی به صورتی مرتب تنوع بی نظیر حیات، تاریخچه ی فسیل ها، ارتباط بین موجودات زنده ی مختلف، و هر آنچه را که در طبیعت می بینیم شرح می دهد. اما ممکن است در مورد گونه های «عجیب» حیات زمینی، تکامل داروینی شکل دیگر به خود بگیرد.

یکی اینکه، موجود زنده ممکن است معادلی برای دی اِن اِی، اما نسخه ای با شش باز یا بیشتر، داشته باشد. ممکن است شبیه نردبانی پیچ خورده نباشد. احتمالات بسیاری برای سامانه های ژنتیکی جایگزین وجود دارد. گروه بِنِر، همچون دیگر دانشمندان، بازهای دی ان ای جایگزین را تفسیر و تعبیر کردند.

اما موضوع فراتر از این هاست. روی زمین، همه ی پروتئین ها از 20 ملوکول متفاوت به نام اسیدهای آمینه تشکیل شده اند. آن ها زنجیرهایی شکل می دهند و به صورت شکل هایی پیچیده روی هم تا می شوند. محاسبات بِنِر نشان می دهد که بر طبق قوانین شیمی تا 256 نوع مختلف اسید آمینه ممکن است شکل بگیرد. در گزارش بارُس پیشنهاد شده که مأموریت های آینده طوری طراحی شوند که برای آشکارسازی اسیدهای نوکلئیک پیش بینی نشده و عجیب و مولکول های دی اِن اِی- مانند آمادگی داشته باشند.

نسخه برداری از داروین

احتمالاً تکامل داروینی حیات بیگانه را به اندازه ی حیاتی زمینی تحت تاثیر خود قرار نمی دهد. این موضوع - بنا به گفته ی کرول کلیلاند، فلیسوفی در مرکز اخترزیست شناسی دانشگاه کلرادو- به ویژه زمانی درست است که نوبت به حیات میکروبی می رسد.

موضوع حیات عجیب و غریب است: پلاسمیدها بسته های حلقه شکل از ماده ی ژنتیکی یا ژنوم در باکتری ها هستند که مستقل از دی اِن اِی باکتری وجود دارند. باکتری ها از پلاسمیدها برای فرایندی به نام انتقال افقی ژن استفاده می کنند؛ فرایندی در تضادّ با نقش عادی و معمول دی اِن اِی در انتخاب طبیعی داروین.

مثلاً، وقتی یک باکتری نسبت به اثر آنتی بیوتیکی خاص مقاوم می شود می تواند این مهارت مفید بقا را، با انتقال یک پلاسمید، مستقیم به یک باکتری دیگر منتقل کند. این «ژن های جهنده» علت این امرند که چرا میکروب های مقاوم به دارو فراوان تر می شوند.

خانم کلیلاند بر این نکته تأکید دارد که وقتی به دنبال حیات می گردیم، آزمایش تورنسل ما نباید این باشد که آیا این موجود زنده، به مفهوم سخت داروینی اش، با محیطش سازگار شده یا خیر. بحث متقاعد کننده ی او با گروه بارُس و کلاً اختر زیست شناسان این است که، «تکامل داروینی» ویژگی تمام انواع شناخته شده ی حیات زمینی است اما لزوماً بخشی از تعریف حیات به طور کلی نیست. تکامل داروینی به ما نمی گوید که موجودات زنده را کلاً چطور تشخیص دهیم و نمی توانیم این احتمال را نادیده بگیریم که مثلاً میکروب های فرازمینی ممکن است به سازوکارهای دیگری تحول یابند.

تکامل داروینی چیزی است که انواع حیات زمینی را شکل داده است. شواهد این امر هم بسیار فراوان اند. اما روی مریخ یا هر جای دیگر، کسی چه می داند؟ ممکن است موجودات میکروبی بیگانه راهی جدید برای تغییر در پاسخ به شرایط محیطشان پیدا کرده باشند. آن ها ممکن است به نسخه های همانندی تکثیر شوند که هر کدام ویژگی های سلول اصلی را داراست بدون اینکه یک مولکول ژن - مانند را تغییر داده باشند.

بازی حیات

به گفته ی خانم کلیلاند، «آنچه واقعاً نیاز داریم یک نظریه ی حیات است.» آن هم نیازمند کشف موجودات فرازمینی و مقایسه ی آن ها با حیات زمینی است.

چنین نظریه ای همچنین به یافتن حیاتی روی زمین کمک می کند که از قوانین معمول تبعیت نمی کند. این ها ممکن است موجوداتی باشند که از سرچشمه ای متفاوت از حیات نشأت گرفتند اما سرانجام بر سیاره ی ما حاکم نشدند. ممکن است زیر دریاچه های آتشفشانی اعماق دریاها یا در اعماق زمین پنهان شده باشند. با بررسی و مطالعه ی حیاتی که نمی شناسیم به واقع می توانیم حیات آشنایمان را هم درک کنیم؛ و همچنین حیات را در مقام پدیده ای کیهان شناختی.

کلیلاند این را با توسعه ی نظریه ی جهانی گرانش نیوتون مقایسه می کند. اگر نیوتون صرفاً به اشیایی می اندیشید که مستقیم به سوی پایین سقوط می کنند - مانند همان سیب مشهوری که از درخت می افتد - شاید هرگز به ایده های درخشان خود نمی رسید. اما وقتی دیگر پدیده ها، مانند گوی هایی که از صفحات شیب دار پایین می غلتند و گلوله های توپخانه که قوس های سَهمَوی کاملی را در آسمان طی می کنند، را بررسی کرد دریافت که همه ی آن ها از قانونی یکسان پیروی می کنند.

به این ترتیب بود که کتاب اصول ریاضی فلسفه ی طبیعی یا همان اصول معروفش را نگاشت و در آن به شرح ریاضیات پشت سرِ گرانش پرداخت. همین به ما امکان می دهد که گلوله های خمپاره انداز را درست هدف گیری کنیم یا فضاپیماها را تا میلیاردها کیلومتر دورتر هدایت کنیم.

کلیلاند نوعی اصول حیات را می جوید؛ نظریه ای که به شرح اصول بنیادین حیات بپردازد و بتواند نوع حیات قادر به تکوین را در هر شرایط خاص فرض شده پیش بینی کند. این نظریه، سرانجام، به ما امکان می دهد که فضاپیماهایمان را برای جست و جوی حیات برنامه ریزی کنیم، بدون اینکه لازم باشد گروهی از زیست شیمی دان ها را هم با آن بفرستیم!

گام بعدی

جست و جو به دنبال حیات روی مریخ و نیز این شیوه ی «دنبال کردن آب» ادامه خواهد داشت. چندین مأموریت از سوی ناسا و سازمان فضایی اروپا (اِسا) در حال کار یا برنامه ریزی اند؛ از جمله مریخ نشین ققنوس، آزمایشگاه علمی متحرک مریخ (MSL)، پروژه ی متحرک اگزومارس اِسا، و روزی نیز یک مأموریت نمونه آور از مریخ.

جاهای دیگر در منظومه ی شمسی، فعلاً دانشمندان باید تصمیم بگیرند که کجا و کِی. اما گزارش بارُس در میان دانشمندان علوم سیاره ای و اخترزیست شناسانی، که به انجام ماموریت های آینده در فراتر از مریخ فکر می کردند، انعکاس هایی داشت.

گروهی از اختر زیست شناسان پیشنهاد جدیدی را برای مأموریتی به تیتان، تا حدودی به دنبال حیات، آماده کردند. بِنِر به توسعه ی آن کمک می کند به گفته ی او، «من حالا با این پیشنهاد کمی درباره ی گمانه زنی های خودم انعطاف پذیرتر می شوم، زیرا باید گام بعدی را برداریم.»

کرول کلیلاند و دیگر اعضای گروه بارُس امیدوارند کارشان در زمان جست و جو به دنبال حیات ورای زمین باعث شود که دانشمندان تا حدّ ممکن باز فکر کنند. کلیلاند، به ویژه، با این فکر که تعریفی مشخص از حیات برای چنین مأموریت هایی ارائه شود مخالفت کرد. چنین تعریفی بیش از اینکه جست و جو را تقویت کند آن را محدود می کند.

اما چطور می توان بدون مشخص کردن معیارهای جست و جو به دنبال حیات فرازمینی گشت؟ پیشنهاد کلیلاند جست و جو به دنبال ویژگیهای عجیب و غریب و هر چیز عجیب در محیط است؛ الگوهایی بر سطح، لایه هایی در سنگ ها، تمرکز مواد شیمیایی و هر چیزی که ممکن است حاصل یک فعالیت زیستی باشد.

هر چند که جست و جوی کلیلاند بر اساس معیاری برای حیات روی زمین خواهد بود، اما با این نظر بنیادین او درباره ی تفکرِ باز مغایرتی ندارد. به گفته ی او: «واضح است که باید اساس جست و جو به دنبال حیات را حیات آشنای زمینی قرار دهیم. این تنها نمونه ی در اختیار ماست. آنچه نمی خواهیم این است که این نوع حیات چشم ما را بر دیگر احتمالات ببندد.»

در آینده یک چیز محتمل است: جست و جوی حیات در منظومه ی شمسی نه تنها احتمالاً ما را با حیاتی مواجه می کند که اکنون نمی شناسیم بلکه بی شک حیاتی را نیز خواهیم یافت که درتصورمان هم نمی گنجد.

نظرات
ارسال نظر

هیچ نظری تا کنون برای این مطلب ارسال نشده است، اولین نفر باشید...

معرفی شش فاجعه فرا زمینی

نظرات

ارسال نظر