على مدى العقود القليلة الماضية ، كشفت دراساتنا المستمرة عن كوكب المريخ بعض الأشياء الرائعة للغاية حول الكوكب. في 1960s وأوائل 70s ، مارينر كشفت المجسات أن كوكب المريخ كان كوكبًا جافًا وجافًا على الأرجح خالٍ من الحياة. ولكن مع تعمق فهمنا للكوكب ، أصبح من المعروف أن المريخ كان ذات مرة أكثر دفئًا وبيئة رطبة يمكن أن تدعم الحياة.
وقد ألهم هذا بدوره العديد من المهام التي كان الغرض منها العثور على أدلة على هذه الحياة الماضية. الأسئلة الرئيسية في هذا البحث ، مع ذلك ، هي أين تبحث وما الذي تبحث عنه؟ في دراسة جديدة بقيادة باحثين من جامعة كانساس ، أوصى فريق من العلماء الدوليين بضرورة أن تبحث البعثات المستقبلية عن الفاناديوم. يزعمون أن هذا العنصر النادر يمكن أن يشير إلى الطريق نحو دليل متحجر للحياة.
وقد ظهرت دراستهم التي تحمل عنوان "تصوير الفاناديوم في الميكروفيلس: تصميم حيوي جديد محتمل" مؤخرًا في المجلة العلمية. علم الأحياء الفلكية. ضم الفريق الدولي بقيادة كريج بي مارشال ، أستاذ الجيولوجيا المساعد في جامعة كانساس ، أعضاء من مختبر أرغون الوطني ، وقسم الخدمات الجيولوجية التقنية في أرامكو السعودية ، وجامعة لييج ، وجامعة سيدني.
لتوضيح الأمر ، فإن العثور على علامات الحياة على كوكب مثل كوكب المريخ ليس بالمهمة السهلة. كما أشار كريج مارشال في بيان صحفي لجامعة كانساس:
"لقد انتهيت من عملك إذا كنت تبحث في الصخور الرسوبية القديمة عن الحفريات الصغيرة هنا على الأرض - وأكثر من ذلك على كوكب المريخ. على الأرض ، كانت الصخور هنا لمدة 3.5 مليار سنة ، وقد تسببت الاصطدامات والتكتلات التكتونية في الكثير من الضغط والضغط على الصخور. أيضا ، يمكن أن تدفن هذه الصخور ، وتزداد درجة الحرارة مع العمق. "
في ورقتهم ، يوصي مارشال وزملاؤه بأن مهمات مثل ناسا مارس 2020 روفر ، وكالة الفضاء الأوروبية ExoMars 2020 روفر ، والمهام السطحية الأخرى المقترحة يمكن أن تجمع بين مطيافية رامان والبحث عن الفاناديوم للعثور على دليل على الحياة المتحجرة. على الأرض ، تم العثور على هذا العنصر في الزيوت الخام ، والإسفلت ، والصخر الزيتي التي تشكلت بسبب التحلل البطيء للمواد العضوية البيولوجية.
بالإضافة إلى ذلك ، استخدم علماء الحفريات وعلماء الأحياء الفلكية مطيافية رامان - وهي تقنية تكشف عن التركيبات الخلوية للعينات - على المريخ لبعض الوقت للبحث عن علامات الحياة. وفي هذا الصدد ، فإن إضافة الفاناديوم ستوفر مادة تعمل بمثابة توقيع حيوي لتأكيد وجود الحياة العضوية في العينات قيد الدراسة. كما أوضح مارشال:
"يقول الناس ،" إذا كانت تبدو وكأنها تحتوي على إشارة رامان من الكربون ، فلدينا حياة. ولكن ، بالطبع ، نعلم أنه يمكن أن تكون هناك مواد كربونية مصنوعة في عمليات أخرى - مثل المنافذ الحرارية المائية - تتوافق مع شكل الأحافير الدقيقة التي تحتوي أيضًا على بعض إشارة الكربون. يصنع الناس أيضًا هياكل كربونية رائعة بشكل مصطنع يشبه الحفريات الدقيقة - تمامًا. لذا ، نحن في منعطف الآن حيث من الصعب حقًا معرفة ما إذا كانت هناك حياة تعتمد فقط على علم التشكل وطيف رامان ".
ليست هذه هي المرة الأولى التي دعا فيها مارشال ومؤلفوه المشاركون إلى استخدام الفاناديوم للبحث عن علامات الحياة. كان هذا موضوع عرض تقديمي قدموه في مؤتمر علم الأحياء الفلكية في عام 2015. علاوة على ذلك ، يؤكد مارشال وفريقه أنه سيكون من الممكن تنفيذ هذه التقنية باستخدام الأدوات التي هي بالفعل جزء من وكالة ناسا. مارس 2020 مهمة.
تتضمن طريقتهم المقترحة أيضًا تقنية جديدة تعرف باسم الفحص المجهري بالأشعة السينية ، والتي تنظر في التكوين العنصري. لاختبار هذه التقنية ، قام الفريق بفحص الحفريات الدقيقة ذات الجدران العضوية التي تم تعديلها حرارياً والتي كانت في السابق مواد عضوية) تسمى أكريشيرتش). من بياناتهم ، أكدوا أن آثار الفاناديوم موجودة داخل الحفريات الدقيقة التي كانت عضوية بلا منازع في الأصل.
قال مارشال: "لقد اختبرنا عجائز النعرات من أجل إثبات صحة المفهوم على الحفريات الصغيرة حيث لا يوجد أي شك في أننا ننظر إلى علم الأحياء القديم المحفوظ". "عمر هذا الحفريات الصغيرة نعتقد أنه ديفوني. هؤلاء الرجال هم كائنات دقيقة مائية - يُعتقد أنهم طحالب دقيقة ، خلية حقيقية النواة ، أكثر تقدمًا من البكتيريا. وجدنا محتوى الفاناديوم الذي تتوقعه في مادة البكتيريا الزرقاء ".
ويزعمون أن جزء الحياة المتحجر الصغير هذا ، على الأرجح ، ليس مختلفًا تمامًا عن أنواع الحياة التي كان يمكن أن تكون موجودة على كوكب المريخ منذ مليارات السنين. وقد أشارت أبحاث علمية أخرى أيضًا إلى أن الفاناديوم هو نتيجة للمركبات العضوية (مثل الكلوروفيل) من الكائنات الحية التي تمر بعملية تحويل ناتجة عن الحرارة والضغط (أي تغيير في الجينات).
وبعبارة أخرى ، بعد موت الكائنات الحية ودفنها في الرواسب ، يتشكل الفاناديوم في بقاياها نتيجة دفنها تحت طبقات متزايدة من الصخور - أي التحجر. أو كما أوضح مارشال ذلك:
"يتراكم الفاناديوم في جزيء الكلوروفيل. عادةً ما يحتوي الكلوروفيل على المغنيسيوم في المركز - تحت الدفن ، يحل الفاناديوم محل المغنيسيوم. يتشابك جزيء الكلوروفيل داخل المادة الكربونية ، وبالتالي يحافظ على الفاناديوم. يبدو الأمر كما لو كان لديك حبل مخزن في مرآبك وقبل أن تضعه بعيدًا ، يمكنك لفه حتى تتمكن من فكه في المرة القادمة التي تحتاج إليه. ولكن بمرور الوقت على أرضية المرآب تصبح متشابكة ، وتعلق الأشياء. حتى عندما تهز هذا الحبل بقوة ، لا تخرج الأشياء. إنها فوضى متشابكة. وبالمثل ، إذا نظرت إلى مادة كربونية ، فهناك فوضى متشابكة من صفائح الكربون وقمت بمزج الفاناديوم. "
تم دعم هذا العمل من خلال منحة البحوث الدولية ARC (IREX) - التي ترعى البحث الذي يسعى إلى العثور على التواقيع الحيوية للحياة خارج الخلية - بدعم إضافي من السنكروترون الأسترالي ومصدر الفوتون المتقدم في مختبر أرجون الوطني. بالنظر إلى المستقبل ، يأمل مارشال وزملاؤه في إجراء المزيد من البحوث التي ستشمل استخدام مطيافية رامان لدراسة المواد الكربونية.
في الوقت الحاضر ، يبدو أن أبحاثهم جذبت اهتمام وكالة الفضاء الأوروبية. هويل إدواردز ، الذي يُجري أيضًا بحثًا باستخدام مطيافية رامان (والذي تم دعم عمله بمنحة ARC) ، هو جزء من فريق Mars Explorer التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، حيث يكون مسؤولًا عن الأجهزة على ExoMars 2020 روفر. ولكن ، كما أشار مارشال ، يأمل الفريق أيضًا أن تنظر وكالة ناسا في دراستهم:
"آمل أن يقرأ شخص ما في وكالة ناسا الصحيفة. ومن المثير للاهتمام ، أن العالم الذي يقود الباحث الأساسي لمقياس طيف الأشعة السينية لمسبار الفضاء ، يسمونه PIXL ، كان أول طالب دراسات عليا من جامعة Macquarie ، قبل أوقات KU. أعتقد أنني سأرسل لها الصحيفة بالبريد الإلكتروني وأقول ، "قد يكون هذا مفيدًا".
من المتوقع أن يكون العقد القادم وقتًا ميمونًا للغاية لبعثات الاستكشاف إلى المريخ. سوف يستكشف العديد من المتجوّلين السطح ، على أمل العثور على دليل بعيد المنال على الحياة. وستساعد هذه المهمات أيضًا على تمهيد الطريق لمهمة ناسا ذات الطاقم إلى المريخ بحلول عام 2030 ، والتي ستشهد هبوط رواد الفضاء على سطح الكوكب الأحمر لأول مرة في التاريخ.
في الواقع ، إذا وجدت هذه البعثات دليلاً على الحياة ، فسوف يكون لها تأثير عميق على كل مهمة مستقبلية إلى المريخ. سيكون لها أيضًا تأثير لا حد له على إدراك البشرية لنفسها ، مع العلم منذ فترة طويلة أنه منذ مليارات السنين ، لم تظهر الحياة على الأرض وحدها!
