استحوذت إمكانية وجود الحياة على كوكب المريخ على خيال الباحثين والعلماء والكتاب لأكثر من قرن. منذ أن اكتشف جيوفاني شياباريللي (ولاحقًا بيرسيفال لويل) ما اعتقدوا أنه "قنوات مارسية" في القرن التاسع عشر ، حلم البشر بإرسال مبعوثين إلى الكوكب الأحمر يومًا ما على أمل إيجاد حضارة ومقابلة المريخ الأصليين.
بينما ال مارينر و الفايكنج حطمت برامج الستينيات والسبعينيات مفهوم الحضارة المريخية ، وظهرت خطوط أدلة متعددة منذ ذلك الحين تشير إلى كيف كان يمكن أن توجد الحياة على كوكب المريخ. بفضل دراسة جديدة ، تشير إلى أن المريخ قد يكون لديه ما يكفي من غاز الأكسجين مغلقًا تحت سطحه لدعم الكائنات الهوائية ، النظرية القائلة بأن الحياة يمكن أن ما يزال موجودة هناك وقد أعطيت دفعة أخرى.
الدراسة التي ظهرت مؤخراً في المجلة علوم الطبيعةبقيادة فلادا ستامينكوفيتش ، عالمة الأرض والكواكب والفيزيائي النظري من مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا. انضم إليه العديد من أعضاء مختبر الدفع النفاث وقسم العلوم الجيولوجية والكواكب في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتيك).
ببساطة ، الدور المحتمل الذي يمكن أن يلعبه غاز الأكسجين على سطح المريخ لم يحظ إلا باهتمام قليل. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الأكسجين يشكل نسبة ضئيلة جدًا من الغلاف الجوي للمريخ ، والذي يتكون أساسًا من ثاني أكسيد الكربون والميثان. ومع ذلك ، أظهرت الأدلة الجيوكيميائية من النيازك المريخية والصخور الغنية بالمنغنيز على سطحه درجة عالية من الأكسدة.
يمكن أن يكون هذا نتيجة الماء الموجود على كوكب المريخ في الماضي ، مما يشير إلى أن الأكسجين قد لعب دورًا في التجوية الكيميائية لقشرة المريخ. لاستكشاف هذا الاحتمال ، نظر Stamenkovi وفريقه في اثنتين من الأدلة التي تم جمعها من قبل حب الاستطلاع روفر. الأول كان دليلاً كيميائيًا من أداة كيريوسيتي للكيمياء والمعادن (CheMin) ، والتي أكدت المستويات العالية من الأكسدة في عينات من صخور المريخ.
ثانيا ، استشاروا الأدلة التي حصلت عليها مارس اكسبريس جهاز رادار المريخ المتقدم لأجهزة السبر تحت سطح الأرض والأيونوسفير (MARSIS) ، والذي يشير إلى وجود المياه تحت المنطقة القطبية الجنوبية للمريخ. باستخدام هذه البيانات ، بدأ الفريق في حساب كمية الأكسجين التي يمكن أن توجد في رواسب المحلول الملحي تحت سطح الأرض ، وما إذا كان ذلك سيكون كافيًا للحفاظ على الكائنات الهوائية.
بدأوا بتطوير إطار ديناميكي حراري شامل لحساب قابلية ذوبان O² في محلول ملحي سائل (الماء المالح والمعادن الأخرى القابلة للذوبان) تحت ظروف المريخ. لهذه الحسابات ، افترضوا أن توريد O² كان جو المريخ ، والذي سيكون قادرًا على الاتصال بالبيئات السطحية والجوفية - وبالتالي ، قابل للتحويل.
بعد ذلك ، قاموا بدمج إطار القابلية للذوبان هذا مع نموذج التداول العام للمريخ (GCM) لتحديد المعدل السنوي الذي سيذوب فيه O² في المحاليل الملحية - مما يسمح بدفع الضغط المحلي وظروف درجة الحرارة على كوكب المريخ اليوم. وقد أتاح لهم ذلك تحديد المناطق التي من المرجح أن تحافظ على مستويات عالية من قابلية ذوبان O² على الفور.
أخيرًا ، قاموا بحساب التغيرات التاريخية والمستقبلية في انحراف المريخ لتحديد كيفية تطور توزيع البيئات الهوائية على مدى العشرين مليون سنة الماضية ، وكيف يمكن أن تتغير في العشرة ملايين المقبلة. من هذا ، وجدوا أنه حتى في أسوأ السيناريوهات ، كان هناك ما يكفي من الأكسجين في صخور المريخ وخزانات تحت سطح الأرض لدعم الكائنات الحية الدقيقة الميكروبية. كما قال ستامنكوفيتش لمجلة الفضاء:
"نتيجتنا هي أنه يمكن إذابة الأكسجين في محاليل ملحية مختلفة تحت ظروف المريخ الحديثة بتركيزات أكبر بكثير من الميكروبات الهوائية التي تحتاجها للتنفس. لا يمكننا حتى الآن الإدلاء ببيانات تتعلق بإمكانية المياه الجوفية ، ولكن نتائجنا قد تعني وجود محلول ملحي بارد يعمل على الصخور التي تشكل أكاسيد المنغنيز ، والتي تمت ملاحظتها باستخدام MSL. "
من حساباتهم ، وجدوا أن معظم البيئات تحت السطحية على كوكب المريخ تجاوزت مستويات الأكسجين المطلوبة للتنفس الهوائي (~ 10 ^؟ 6 mol m ^؟ 3) بما يصل إلى 6 مرات من الحجم. يتناسب هذا مع مستويات الأكسجين في محيطات الأرض اليوم ، وأعلى مما كان موجودًا على الأرض قبل حدث الأكسجين العظيم قبل 2.35 مليار سنة تقريبًا (10 ^؟ 13–10 ^؟ 6 mol m ^؟ 3).
تشير هذه النتائج إلى أن الحياة لا تزال موجودة في رواسب المياه المالحة تحت الأرض وتقدم تفسيرًا لتكوين الصخور عالية الأكسدة. قال ستامنكوفيتش: "اكتشفت مركبة كيريوسيتي روفر MSL أكاسيد المنغنيز التي تتكون عادة فقط عندما تتفاعل الصخور مع الصخور المؤكسدة للغاية". "لذا يمكن أن تفسر نتائجنا هذه النتائج إذا كانت المحاليل الملحية موجودة وكانت تركيزات الأكسجين متشابهة أو أكبر من اليوم بينما تم تغيير الصخور."
وخلصوا أيضًا إلى أنه يمكن أن تكون هناك مواقع متعددة حول المناطق القطبية حيث توجد تركيزات أعلى بكثير من O² ، والتي ستكون كافية لدعم وجود كائنات أكثر تعقيدًا متعددة الخلايا مثل الإسفنج. وفي الوقت نفسه ، من المرجح أن تحدث البيئات ذات الذوبانية المتوسطة في المناطق المنخفضة القريبة من خط الاستواء والتي لديها ضغوط سطحية أعلى - مثل Hellas و Amazonis Planitia و Arabia و Tempe Terra.
من كل هذا ، ما بدأ في الظهور هو صورة لكيفية هجرة الحياة على سطح المريخ ، بدلاً من مجرد الاختفاء. عندما تم تجريد الغلاف الجوي ببطء وتبريد السطح ، بدأ الماء في التجمد والانتقال إلى الأرض ومخابئ تحت السطح ، حيث يوجد ما يكفي من الأكسجين لدعم الكائنات الهوائية بغض النظر عن التمثيل الضوئي.
في حين أن هذه الإمكانية يمكن أن تؤدي إلى فرص جديدة في البحث عن الحياة على كوكب المريخ ، فقد يكون من الصعب جدًا (وغير المستحسن) البحث عنها. بالنسبة للمبتدئين ، تجنبت المهمات السابقة مناطق على المريخ بتركيزات مائية خوفًا من تلوثها ببكتيريا الأرض. ولهذا السبب فإن المهمات القادمة مثل ناسامارس 2020 سوف تركز المركبة على جمع عينات من التربة السطحية للبحث عن أدلة على الحياة الماضية.
ثانيًا ، بينما تقدم هذه الدراسة إمكانية وجود الحياة في مخابئ تحت سطح الأرض على كوكب المريخ ، فإنها لا تثبت بشكل قاطع أن الحياة لا تزال موجودة على الكوكب الأحمر. ولكن كما أشار ستامنكوفيتش ، فإنه يفتح الأبواب للبحث الجديد المثير ، ويمكن أن يغير بشكل أساسي الطريقة التي ننظر بها إلى كوكب المريخ:
وهذا يعني أنه لا يزال أمامنا الكثير لنتعلمه عن إمكانية الحياة على كوكب المريخ ، ليس فقط في الماضي ولكن أيضًا في الحاضر. تبقى العديد من الأسئلة مفتوحة ، ولكن هذا العمل يمنح الأمل أيضًا في استكشاف إمكانية وجود حياة على كوكب المريخ اليوم - مع التركيز على التنفس الهوائي ، وهو أمر غير متوقع جدًا. "
إحدى أكبر الآثار المترتبة على هذه الدراسة هي الطريقة التي توضح بها كيف يمكن للمريخ أن يطور الحياة في ظروف مختلفة عن ظروف الأرض. بدلاً من الكائنات اللاهوائية الناشئة في بيئة ضارة واستخدام التمثيل الضوئي لإنتاج الأكسجين (مما يجعل الجو مناسبًا للكائنات الهوائية) ، يمكن للمريخ الحصول على الأكسجين من خلال الصخور والمياه للحفاظ على الكائنات الهوائية في بيئة باردة بعيدًا عن الشمس.
يمكن أن يكون لهذه الدراسة أيضًا آثار في البحث عن حياة خارج الأرض. في حين أن الميكروبات الجوفية الموجودة على الكواكب الخارجية الباردة والجافة قد لا تبدو مثل التعريف المثالي لـ "صالح للسكن" بالنسبة لنا ، إلا أنها تخلق فرصة محتملة للبحث عن الحياة كما نفعل ليس يعرف. بعد كل شيء ، فإن العثور على حياة خارج الأرض سيكون رائدًا ، بغض النظر عن الشكل الذي تتخذه.
