مادة عضوية معقدة موجودة على المريخ

Jezero Crater هو حوض مريخي قديم من المحتمل أن تكون بحيرة قد ملأته قبل ثلاثة مليارات سنة. وفي عام 2021، أرسلت وكالة ناسا المركبة الجوالة “بيرسيفيرانس” إلى هناك. وكانت هناك عدة أسباب لذلك. أولاً، تم اكتشاف آثار دلتا نهر تتدفق إلى البحيرة من قبل. قد تكون الدلتا قد تراكمت فيها الرواسب، والتي غالبًا ما تحافظ على الجزيئات العضوية والآثار الكيميائية المحتملة للحياة. ثانياً، تم اكتشاف معادن كربونية وطينية في جزيرة جيزيرو، وهي تتشكل بوجود الماء وتكون قادرة على حفظ المادة العضوية. يمكن أن تكون هذه المعادن بمثابة “كبسولة زمنية” لدراسة البيئة السابقة للمريخ. في عام 2024، بالقرب من موقع صخرة Bright Angel، صادفت المركبة الجوالة صخرة كان سطحها مغطى بنوعين من العلامات: بقع فاتحة ذات حدود داكنة يبلغ قطرها عدة ملليمترات – “بقع النمر”، بالإضافة إلى بقع داكنة صغيرة يبلغ قطرها حوالي 100 ميكرون – “بذور الخشخاش”. تم العثور على كلا النوعين من العلامات بين طبقات بيضاء من كبريتات الكالسيوم، وهو معدن يتشكل في وجود الماء على الأرض. ولفترة طويلة، تم تفسير أصل هذه البقع من خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال، حيث تغير معادن الحديد والكبريت حالتها بسبب انتقال الإلكترونات. على الأرض، غالبًا ما ترتبط مثل هذه العمليات بتحلل المواد العضوية وغالبًا ما تتضمن كائنات دقيقة تستخدم مثل هذه التفاعلات لإنتاج الطاقة في ظل الظروف اللاهوائية. لا تزال هذه الهياكل واحدة من أهم الأهداف للعلماء.

يستخدم المثابرة العديد من الأدوات العلمية لدراسة الصخور. واحد منهم هو شيرلوك. يقوم الجهاز بتوجيه أشعة الليزر فوق البنفسجية على الجسم، الذي يضيء السطح، ومن ثم يقوم بتحليل الإشارة المنعكسة وتحديد التركيب الكيميائي للمادة. لا يسجل SHERLOC الانعكاس فحسب، بل يسجل تشتت رامان والفلورة التي تنشأ عندما يتفاعل الليزر مع جزيئات المادة. إن طيف هذا الإشعاع هو الذي يسمح لنا بتحديد الروابط والمركبات الكيميائية الموجودة هناك. لا ينظر الجهاز بعمق إلى الصخر – فهو يقوم بتحليل الطبقة العليا فقط، على عمق عدة ميكرونات تقريبًا إلى أجزاء من المليمتر. عادةً ما يقوم SHERLOC بدراسة مناطق صغيرة من الصخور بدقة عالية جدًا. والآن قام الباحثون بتطبيقه على مهمة أكبر. قام فريق دولي من علماء الكواكب بقيادة آشلي ميرفي من معهد علوم الكواكب في الولايات المتحدة بتحليل بيانات SHERLOC التي تم الحصول عليها من صخور تكوين الملاك الساطع، بما في ذلك المناطق ذات “بقع النمر” و”بذور الخشخاش”، ووجدوا الكربون الجزيئي الكبير في طبقاتها القريبة من السطح. نحن نتحدث عن مادة تحتوي على الكربون، وهي عبارة عن بنية تشبه البوليمر وليست جزيئات عضوية فردية. وجد العلماء هذه “المادة” ليس فقط على الحجارة ذات العلامات، ولكن أيضًا على الصخور الموجودة على بعد 100 متر من العينات الأولى. لقد تم بالفعل العثور على مواد عضوية على المريخ من قبل. وهذا ليس خبرا في حد ذاته. لكننا الآن نتحدث عن شيء آخر. ولأول مرة، لم يكن من الممكن اكتشاف الكربون الجزيئي في عينة واحدة فحسب، بل تم العثور عليه في عدة أحجار من نفس التكوين الجيولوجي، مما يدل على انتشاره على نطاق واسع. وهذا يعني أنه منذ مليارات السنين، كان من الممكن أن تكون المواد العضوية المعقدة مكونًا مشتركًا في فوهة جيزيرو. “بذور الخشخاش” و”بقع النمر” في موقع صخرة Bright Angel على المريخ / © NASA, JA Hurowitz et. آل. لا يحتوي الكوكب الأحمر على جو كثيف ومجال مغناطيسي قوي، وبالتالي فإن المواد العضوية الموجودة على سطحه غير محمية عمليا: يتم تدميرها تحت تأثير الإشعاع الكوني والأشعة فوق البنفسجية والمكونات النشطة كيميائيا للريغوليث، بما في ذلك البيركلورات. ومع ذلك، أظهرت البيانات الجديدة من مهمة بيرسيفيرانس أن الكربون العضوي يمكن أن يستمر لفترات طويلة من الزمن إذا تم عزله داخل الصخور الرسوبية المعدنية. ويقلل هذا “التمعدن” من آثار الإشعاع والأكسدة الكيميائية، مما يسمح للمادة العضوية بالبقاء لفترة أطول بكثير من تلك الموجودة على السطح المكشوف. على الأرض، غالبًا ما يتم حفظ الكربون الجزيئي الكبير في الصخور القديمة وقد يرتبط بكل من الحياة والنشوء التلقائي. توجد هياكل كربونية مماثلة في النيازك ويمكن أن تتشكل أيضًا أثناء التفاعلات الكيميائية غير البيولوجية. لذلك، كما لاحظ مؤلفو العمل العلمي، لا يزال من السابق لأوانه الحديث عن وجود حياة على المريخ في الماضي.

يمكن لأداة SHERLOC اكتشاف علامات الكربون العضوي، ولكنها لا توفر معلومات كاملة عن التركيب الجزيئي للمركبات. ولذلك، هناك حاجة لدراسات مخبرية أرضية لاختبار ما إذا كانت جزيئات الكربون الكبيرة هذه ذات أصل بيولوجي. وأكد مورفي وزملاؤه أن المريخ يتمتع بكل الظروف اللازمة للحفاظ على آثار حياته القديمة، إذا كانت موجودة هناك بالطبع. تم نشر العمل العلمي في مجلة Science Advances.