اكتشف العلماء أن الجليد المكشوف على كوكب المريخ يمكن أن يخلق ظروفًا مثالية لعملية التمثيل الضوئي، مما يشير إلى احتمال ازدهار الحياة الميكروبية هناك على الرغم من بيئة الكوكب القاسية والأشعة فوق البنفسجية الشديدة.
تكشف النتائج الجديدة عن إمكانية وجود حياة على الكوكب الأحمر بالقرب من خطوط العرض الفرعية، مما يكشف أن الكائنات الحية التي تقوم بالتمثيل الضوئي قد تكون مناسبة بشكل فريد للبقاء على قيد الحياة في مناطق جليدية معينة من الكوكب.
وعلى عكس الأرض، يفتقر المريخ إلى طبقة الأوزون ويتعرض لمستويات عالية من الأشعة فوق البنفسجية الضارة، مما يعني أن عمليات مثل التمثيل الضوئي، التي تعتمد عليها النباتات والكائنات الحية الأخرى لإنتاج الغذاء بمساعدة ضوء الشمس، مستحيلة. السطح في ظل ظروف المريخ العادية.
ومع ذلك، قد لا يكون هذا هو الحال على مسافة ما أسفل بعض الأسطح الجليدية المكشوفة للكوكب الأحمر. يمكن لبضعة سنتيمترات من الجليد السطحي للمريخ أن توفر حماية كافية ضد الإشعاع لنمو الكائنات الحية التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي.
والآن، يقترح الباحثون أن ما يسمى بـ “المناطق القابلة للسكن الإشعاعي” قد تكون مناطق واعدة للبحث عن مصادر الحياة الميكروبية، حيث يمكن للكائنات البسيطة أن تعيش في مثل هذه المناطق، خاصة في حالة وجود كميات صغيرة من الماء السائل. .
التمثيل الضوئي والجليد على المريخ
إحدى الطرق التي يتشابه بها المريخ مع الأرض هي أنه يسمح للإشعاع الشمسي بالتغلغل عميقًا في الطبقات الموجودة أسفل سطحه. على الأرض، يؤدي هذا إلى إنشاء بيئات تحت الأرض ذات ظروف فريدة للحفاظ على الموائل، خاصة عندما تكون هذه المناطق محمية من التعرض للأشعة فوق البنفسجية الضارة.
يعرف العلماء عن الكائنات الحية التي يمكنها ذلك يزدهر بعض جليد الأرض في المناطق الجوفية تعتمد عملية التمثيل الضوئي على الإشعاع النشط لتوليد الطاقة مع الحماية من الأشعة فوق البنفسجية. من الناحية النظرية، يمكن أن يكون هذا صحيحًا أيضًا على المريخ، ويمكن أن تكون المنطقة المرشحة المحتملة لمثل هذه الظروف هي التعرض للجليد في خطوط العرض الوسطى.
في مثل هذه المناطق، يكون ضوء الشمس قادرًا على الوصول إلى العمق اللازم لدعم عملية التمثيل الضوئي. وبالمقارنة، فإن مستوى التعرض للأشعة فوق البنفسجية على السطح سيكون شديدًا للغاية بحيث لا تتمكن أي ميكروبات مريخية تقوم بعملية التمثيل الضوئي من الازدهار.
إمكانية وجود حياة جليدية على المريخ
الآن، في دراسة جديدة أجراها الباحثون أديتيا كولر وستيفن وارن وفيليب كريستنسن وغاري كلوف، أجرى الفريق تحليلًا للانتقال الإشعاعي للمناطق الجليدية على المريخ، حيث أخذوا في الاعتبار عوامل مثل اختلاف مستويات الجليد وتركيزات الغبار.
واستنادًا إلى نماذجهم، فإن مناطق خطوط العرض الوسطى من المريخ تحتوي على جليد يُظهر تركيزات منخفضة جدًا من الغبار، مما يعني وجود مواد أقل لمنع اختراق ضوء الشمس. وفي ظل هذه الظروف، يخترق ضوء الشمس عدة أمتار، مما يزيد من فرص وجود الماء السائل؛ احتمال تم التنبؤ به في النماذج السابقة للكوكب الأحمر.
وكتب الفريق: “تشير النتائج المقدمة هنا إلى أنه ضمن الجليد المكشوف عند خطوط العرض الوسطى على المريخ توجد مناطق صالحة للسكن إشعاعيًا على عمق بضعة سنتيمترات بالنسبة للجليد الذي يحتوي على 0.01-0.1% من الغبار، وما يصل إلى بضعة أمتار داخل الجليد النقي”. . ورقتهم.
ومع وجود الماء السائل كعامل إضافي، يمكن لهذه المناطق أن توفر في الواقع موائل جليدية لأشكال الحياة الميكروبية التي تعتمد على التمثيل الضوئي للحفاظ على نفسها.
أوجه التشابه بين الكائنات الحية الدقيقة الجليدية على الأرض
يتضمن أحد الجوانب المهمة للبحث الجديد الأساس لمثل هذه الاحتمالات المستمدة من ظروف مماثلة على الأرض. في الماضي، تم اكتشاف الحياة الميكروبية في العديد من الأماكن التي تبدو غير محتملة، بما في ذلك البيئات الجليدية الباردة التي لا ترحم حيث لا يمكن لأشكال الحياة الأخرى أن تزدهر أبدًا.
ومن الأمثلة على هذه الحياة البكتيريا الزرقاء، التي وجد العلماء أنها تعيش تحت أنظمة جليدية شفافة تلتقط ضوء الشمس المتسرب عبر الجليد، وتحميه من الظروف القاسية للبيئة المحيطة. بناءً على الملاحظات الأخيرة التي أجراها كولر ووارن وفريقهما، تبدو مناطق خطوط العرض الوسطى للكوكب الأحمر مشابهة جدًا للمناطق التي وُجد أن البكتيريا الزرقاء والكائنات الحية الأخرى تزدهر فيها على الأرض.
إذا كانت هناك أشكال حياة مماثلة موجودة على المريخ، فيمكنها جمع العناصر الغذائية من الغبار المريخي المحيط، تمامًا مثل أبناء عمومتها الأرضية، مع حمايتها من الأشعة فوق البنفسجية وغيرها من الظروف السطحية الخطيرة.
وكتب الفريق في ورقته البحثية: “يظهر تحليلنا أنه على الرغم من أن مستويات الأشعة فوق البنفسجية السطحية أعلى على سطح المريخ منها على الأرض، إلا أن الكائنات الحية التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي الأرضية يمكنها اكتشاف ظروف الإشعاع الشمسي المواتية داخل الصفائح الجليدية المكشوفة على المريخ”.
الاستكشافات المستقبلية للحياة الجليدية على المريخ
في الأساس، من المتوقع أن تذوب المنحدرات الجليدية في خطوط العرض الوسطى للمريخ لجزء صغير من العام، مما يشير إلى أن المريخ قد يكون مكانًا يسهل الوصول إليه لعمليات البحث المستقبلية للكشف عن علامات الحياة.
“كما تتنبأ النماذج العددية، إذا تعرض الجليد المريخي المغبر في خطوط العرض الوسطى للذوبان تحت السطح لجزء من العام، كما هو الحال على الأرض، فيمكن للميكروبات مثل البكتيريا الزرقاء إزالة العناصر الغذائية من الغبار المريخي الممزوج بالجليد. استخدم كميات صغيرة من الذوبان بينما يكتب المؤلفون: “إن السطح السفلي في موطن مناسب إشعاعيًا”.
من الآن فصاعدا، قد تركز البعثات المستقبلية إلى المريخ والمسابير الآلية والبعثات البشرية في نهاية المطاف على هذه التعرضات الجليدية الواعدة، مما يوفر موقعًا مستهدفًا للاستكشافات المستقبلية التي تتباهى بإمكانية تعزيز فهمنا للحياة على المريخ بشكل كبير. هل هناك حياة في النهاية؟
من الفريق ورقة جديدةنُشر في “إمكانية التمثيل الضوئي على المريخ ضمن الجليد والثلج”. الطبيعة: اتصالات الأرض والبيئة في 17 أكتوبر 2024.
ميكا هانكس هو رئيس التحرير والمؤسس المشارك لـ The Debrief. يمكن الوصول إليه على عنوان البريد الإلكتروني [email protected]. متابعة عمله micahhanks.com وفي العاشر: @ميكاهانكس.
