هفت مولکول آلی برای اولین بار در مریخ شناسایی شدند که درک ما را از انواع حفاظت مولکولی ممکن در سطح مریخ افزایش میدهد.
پس از سالها کار آزمایشگاهی، نتایج اعلام شد: سنگی که کاوشگر مریخنورد کنجکاوی ناسا در سال ۲۰۲۰ حفاری و تحلیل کرد، متنوعترین مجموعه مولکولهای آلی را که تاکنون در سیاره سرخ یافت شده، شامل میشود. از ۲۱ مولکول حاوی کربن شناسایی شده در این نمونه، هفت مورد برای اولین بار در مریخ کشف شدند.
دانشمندان راهی برای دانستن اینکه آیا این مولکولهای آلی توسط فرآیندهای بیولوژیکی یا زمینشناختی ایجاد شدهاند ندارند – هر دو مسیر ممکن است – اما کشف آنها تأیید دوبارهای است که مریخ باستان شیمی مناسبی برای حمایت از حیات داشته است. علاوه بر این، این مولکولها به فهرستی رو به رشد از ترکیباتی میپیوندند که حتی پس از میلیاردها سال قرار گرفتن در معرض پرتوهای مریخ (که میتواند این مولکولها را به مرور زمان تجزیه کند)، در سنگها حفظ شدهاند.
یافتهها در مقاله جدیدی که روز سهشنبه در Nature Communications منتشر شد، به تفصیل آمده است.
نمونه سنگ، که به افتخار «مری انینگ ۳»، یک فسیلشناس انگلیسی، نامگذاری شده بود، در بخشی از کوه شارپ جمعآوری شد که میلیاردها سال پیش توسط دریاچهها و رودخانهها پوشیده شده بود. این واحه بارها در گذشته باستانی سیاره پر و خشک شده بود و در نهایت این منطقه را با کانیهای رسی غنی کرد. کانیهای رسی در حفظ ترکیبات آلی — مولکولهای حاوی کربن که بلوکهای سازنده حیات هستند و در سراسر منظومه شمسی یافت میشوند — بسیار خوب عمل میکنند.
در میان مولکولهای تازه شناسایی شده، یک هتروسیکل نیتروژن وجود دارد، حلقهای از اتمهای کربن که شامل نیتروژن نیز میشود. این نوع ساختار مولکولی به عنوان پیشساز RNA و DNA در نظر گرفته میشود، دو اسید نوکلئیک که برای اطلاعات ژنتیکی کلیدی هستند.
امی ویلیامز از دانشگاه فلوریدا در گینزویل، نویسنده اصلی مقاله، گفت: «این کشف بسیار عمیق است زیرا این ساختارها میتوانند پیشسازهای شیمیایی برای مولکولهای حاوی نیتروژن پیچیدهتر باشند. هتروسیکلهای نیتروژن قبلاً هرگز در سطح مریخ یا در شهابسنگهای مریخی تأیید نشده بودند.»
شیمی مریخ
مقاله جدید یافتههای سال گذشته در مورد بزرگترین مولکولهای آلی کشف شده در مریخ را تکمیل میکند: هیدروکربنهای زنجیره بلند، از جمله دکان (decane)، آندکان (undecane) و دودکان (dodecane).
آشوین واساوادا از آزمایشگاه پیشرانش جت (JPL) ناسا در کالیفرنیای جنوبی، دانشمند پروژه این مأموریت، گفت: «این بهترین عملکرد کنجکاوی و تیم ما است. دهها دانشمند و مهندس برای یافتن این محل، حفاری نمونه و انجام این کشفیات با ربات شگفتانگیز ما تلاش کردند. این مجموعه مولکولهای آلی بار دیگر این احتمال را افزایش میدهد که مریخ در گذشته باستان خانهای برای حیات بوده است.»
هر دو مجموعه یافته با استفاده از یک آزمایشگاه کوچک پیچیده به نام «تحلیل نمونه در مریخ» (SAM) انجام شدهاند که در شکم کنجکاوی قرار دارد. متهای در انتهای بازوی رباتیک کاوشگر، نمونه سنگی که با دقت انتخاب شده را به پودر تبدیل میکند و سپس آن را به SAM میریزد، جایی که یک کوره با دمای بالا مواد را گرم میکند و گازهایی را آزاد میسازد که ابزارهای موجود در آزمایشگاه آنها را برای آشکارسازی ترکیب سنگ تجزیه و تحلیل میکنند.
علاوه بر این، SAM میتواند «شیمی تر» انجام دهد و نمونهها را در یک فنجان کوچک حاوی حلال قرار دهد. واکنشهای حاصل میتوانند مولکولهای بزرگتری را که در غیر این صورت شناسایی و تشخیص آنها دشوار خواهد بود، تجزیه کنند. در حالی که این ابزار چندین فنجان از این نوع دارد، تنها دو فنجان حاوی هیدروکسید تترا متیل آمونیوم (TMAH) هستند، یک محلول قدرتمند که برای باارزشترین نمونهها رزرو شده است. نمونه «مری انینگ ۳» اولین نمونهای بود که در معرض TMAH قرار گرفت.
برای تأیید واکنشهای TMAH با مواد فرازمینی، نویسندگان مقاله این تکنیک را روی زمین نیز با تکهای از شهابسنگ مورچیسون (Murchison meteorite)، یکی از مورد مطالعهترین شهابسنگهای تاریخ، آزمایش کردند. شهابسنگ مورچیسون که بیش از ۴ میلیارد سال قدمت دارد، حاوی مولکولهای آلی است که در سراسر منظومه شمسی اولیه پراکنده شدهاند. مشخص شد که نمونهای از مورچیسون که در معرض TMAH قرار گرفته بود، مولکولهای بسیار بزرگتری را به برخی از مولکولهای دیده شده در «مری انینگ ۳»، از جمله بنزوتیوفن، تجزیه میکند. این نتیجه تأیید میکند که مولکولهای مریخی یافت شده در «مری انینگ ۳» میتوانستند از تجزیه ترکیبات پیچیدهتر مرتبط با حیات به وجود آمده باشند.
کنجکاوی اخیراً دومین و آخرین فنجان TMAH خود را در حین کاوش پشتههای جعبهای شبکهمانند، که توسط آبهای زیرزمینی باستانی شکل گرفته بودند، استفاده کرد. تیم مأموریت در حال تجزیه و تحلیل آن نتایج برای یک مقاله آتی بررسیشده توسط همتایان هستند.
پیشگامی برای مأموریتهای آینده
SAM که توسط مرکز پروازهای فضایی گادرد ناسا در گرینبلت، مریلند ساخته شده است، بر اساس ابزارهای آزمایشگاهی تجاری بزرگتر طراحی شده است. قرار دادن چنین تجهیزات پیچیدهای در کاوشگر، مهندسان را ملزم به کوچکسازی چشمگیر آن و توسعه روشی برای کار با توان کمتر کرد. دانشمندان مجبور شدند یاد بگیرند که چگونه کوره SAM را به آرامی و در مدت زمان طولانیتر گرم کنند تا برخی از این آزمایشها را انجام دهند.
چارلز مالزپین، پژوهشگر اصلی این ابزار در گادرد ناسا و یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: «تنها کشف چگونگی انجام این نوع شیمی برای اولین بار در مریخ یک شاهکار بود. اما اکنون که کمی تمرین کردهایم، آمادهایم تا آزمایشهای مشابهی را در مأموریتهای آینده انجام دهیم.»
در واقع، گادرد ناسا چندین جزء، از جمله طیفسنج جرمی، را برای نسخه نسل بعدی SAM، به نام «آنالایزر مولکولهای آلی مریخ» (Mars Organic Molecular Analyzer)، برای کاوشگر مریخ روزالیند فرانکلین (Rosalind Franklin Mars rover) آژانس فضایی اروپا (ESA) فراهم کرده است. یک ابزار مشابه، طیفسنج جرمی دراگونفلای (Dragonfly Mass Spectrometer)، قمر تیتان (Titan) زحل را با بالگرد دراگونفلای (Dragonfly rotorcraft) ناسا کاوش خواهد کرد. هر دو ابزار قادر خواهند بود شیمی تر را با حلال TMAH انجام دهند.
بیشتر درباره کنجکاوی
کنجکاوی توسط JPL ساخته شد که توسط کالتک (Caltech) در پاسادنا، کالیفرنیا مدیریت میشود. JPL این مأموریت را به نمایندگی از اداره مأموریتهای علمی ناسا در واشنگتن، به عنوان بخشی از مجموعه برنامه اکتشاف مریخ ناسا، رهبری میکند.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد کنجکاوی، به آدرس زیر مراجعه کنید: