لقد دُعيت مؤخرًا للتحدث في أحد البرامج نظمت الندوة مؤسسة القصر الملكي بأمستردام، مرتين في السنة ، يجلب الخبراء لمناقشة بعض الموضوعات المهمة ، مثل جائحة كوفيد أو مستقبل العمل. يدور لقاء هذا الصيف حول البحث عن حياة خارج كوكب الأرض. بينما أركز على البحث عن نظامنا الشمسي ، سارة سيجر قدم معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أفكاره حول كيفية البحث عن الحياة على الكواكب التي تدور حول نجوم أخرى.
خلال محادثاتنا والمناقشات التي تلت ذلك ، أسقطت اقتراحًا قد يجده البعض بالتأكيد استفزازيًا: نحن قد فعلت اكتشاف الحياة على المريخ قبل 50 عامًا – لكننا قتلناها عن غير قصد.
اختبارات فايكنغ لاندر
في منتصف السبعينيات ، أرسلت وكالة ناسا مركبي إنزال من طراز فايكنغ إلى سطح المريخ. تجارب الكشف عن الحياة الوحيدة التي أجريت على كوكب آخر. كانت نتائج تلك التجارب مربكة للغاية في ذلك الوقت ولا تزال كذلك حتى اليوم. على الرغم من أن بعضها – لا سيما اختبار الإطلاق المسمى (الذي تم اختباره من أجل التمثيل الغذائي الميكروبي) واختبار التحلل الحراري (الذي تم اختباره من أجل التوليف العضوي) – كان مفضلًا في البداية للحياة ، إلا أن اختبار تبادل الغازات لم يكن كذلك.
تضمنت مركبات هبوط الفايكنج أيضًا أدوات للكشف عن المركبات العضوية. ووجدت كميات ضئيلة من المواد العضوية المكلورة ، والتي فسرت في ذلك الوقت على أنها نتيجة تلوث من الأرض. دفع هذا العالم جيرالد سوفين ، عالم مشروع الفايكنج ، إلى النطق بكلماته الشهيرة ، “لا أجساد ، لا حياة”. بمعنى آخر ، لا يمكن أن توجد الحياة على المريخ بدون المركبات العضوية. لذلك ، مثل العلماء الآخرين في ذلك الوقت ، خلص سوفين إلى أن مشروع الفايكنج كان سلبياً أو في أفضل الأحوال غير حاسم فيما يتعلق بوجود الحياة.
في نصف قرن تغيرت الصورة كثيرا. قامت ثماني مركبات هبوط ومركبة أخرى بدراسة سطح المريخ على نطاق واسع. شكرا لعام 2008 فينيكس وحدة الهبوط ، ثم التثبيت فضول و إصرار روفرز ، نعرف ذلك المركبات العضوية الأصلية موجودة على سطح المريخ. ومع ذلك ، فهي في شكل مكلور – وليس ما توقعه علماء عصر الفايكنج – ولا نعرف ما إذا كانت مشتقة من عمليات بيولوجية أو شيء آخر. تفاعلات كيميائية غير حية لا علاقة له بالحياة. ومع ذلك ، قد يتساءل المرء كيف سيكون رد فعل Soffen اليوم: هل سيظل يقول بشكل قاطع أن نتائج Viking كانت سلبية؟
الموت بالماء
في وقت ذلك الهبوط ، لم يفهم العلماء سوى القليل جدًا عن بيئة المريخ. نظرًا لأن الأرض عبارة عن كوكب مائي ، فقد بدا من المعقول أن إضافة الماء قد يشجع الحياة على إظهار نفسها في بيئة المريخ شديدة الجفاف. بالنظر إلى الماضي ، قد يكون هذا الموقف شيئًا جيدًا للغاية. ما تعلمته أنا والباحثون الآخرون في بعض الأماكن الأكثر جفافاً على وجه الأرض ، مثل صحراء أتاكاما في تشيلي ، هو أنه مع زيادة جفاف الموائل ، يحدث تقدم تدريجي في أشكال الحياة.
في نهاية هذا التقدم ، يمكنك أن ترى الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش داخل الصخور الملحية. تستفيد هذه الكائنات القاسية من عملية تسمى الرطوبة ، حيث تجذب أملاح معينة الماء مباشرة من الرطوبة في الهواء. (تحول نفس العملية ملح الطعام إلى دهون عندما يتعرض للهواء). لذا فإن الميكروبات التي تعيش داخل صخور الملح في أتاكاما لا تحتاج إلى المطر على الإطلاق – فهناك كمية معينة فقط من الرطوبة في الغلاف الجوي. .
الآن دعنا نسأل ماذا يحدث إذا سكبنا الماء على هذه الميكروبات المتكيفة مع الجفاف. سوف تطغى عليهم؟ من الناحية الفنية ، يمكننا القول إننا نفرط في ترطيبها ، لكن بعبارات أبسط ، يبدو الأمر أشبه بإغراقها. سيكون الأمر أشبه بمركبة فضائية غريبة تجدك شبه ميت تتجول في الصحراء ، ويقول منقذوك ، “البشر يحتاجون إلى الماء. دعونا نضع رجلاً في وسط المحيط لإنقاذه! ” هذا لا يعمل أيضًا.
تضمنت العديد من تجارب الفايكنج تطبيق الماء على عينات من التربة ، مما قد يفسر النتائج المربكة. لم تتمكن الميكروبات المريخية التي تم جمعها من أجل تجارب الإطلاق المصنفة من التعامل مع هذه الكمية من الماء وماتت بعد فترة وجيزة. تم إجراء معظم عمليات التشغيل لتجربة التحلل الحراري في ظروف جافة على عكس التجارب الأخرى. كان التشغيل الأول إيجابيًا مدى الحياة مقارنةً بالتشغيل المتحكم الذي تم إجراؤه لاحقًا ، والذي تم تصميمه بحيث لا تشارك أي كائنات. ومن المثير للاهتمام ، أن التشغيل الوحيد الذي تم إجراؤه في ظل ظروف رطبة كان يحتوي على إشارة أقل من جهاز التحكم.
باتباع هذا الخط من التفكير ، يجب أن نسأل ما إذا كانت تربة المريخ التي فحصها الفايكنج تحتوي بالفعل على أملاح استرطابية ، وما إذا كانت الرطوبة مرتفعة بدرجة كافية في تلك المواقع. لامس الفايكنج المنطقة الاستوائية من المريخ ، حيث تحتوي التربة على نسبة منخفضة من الملح. لكن التربة تحتوي على الكثير من بيروكسيد الهيدروجين والبيركلورات ، وكلاهما من المركبات شديدة الرطوبة. أيضًا ، لاحظ فايكنغ ضبابًا على سطح المريخ – مما يعني رطوبة بنسبة 100٪. من حيث المبدأ ، كانت الرطوبة النسبية في الصباح والمساء كافية لامتصاص الميكروبات للرطوبة.
أمل من بيروكسيد الهيدروجين
قبل 15 عامًا ، أنا وزميلي جوبي هوتكوبر رفع مستوى التكهنات العلمية حول هذا الموضوع من خلال اتخاذ منظور مختلف لقرارات الفايكنج الفوضوية. اقترحنا أن خلايا ميكروبات المريخ قد تحتوي على بيروكسيد الهيدروجين – وهو تكيف تطوري يسمح لها بأخذ الماء مباشرة من الغلاف الجوي. يحتوي المركب أيضًا على فوائد أخرى ، مثل الحفاظ على سائل الماء في درجات حرارة متجمدة على المريخ ومنع تكوين بلورات الجليد التي تدمر الخلايا.
يستخدم بيروكسيد الهيدروجين بتركيزات عالية بما يكفي للتنظيف والتعقيم. كثيراً مثل الميكروبات في فمك العقدية و اكتوباكيللوس ، ينتج بيروكسيد الهيدروجين بشكل طبيعي ، من بين أمور أخرى ، النيسرية تشيكا والمستدمية البطيئة، استخدمه. ترش خنفساء بومباردييه 25٪ من محلول بيروكسيد الهيدروجين على أي شيء يزعجها. بيروكسيد الهيدروجين غير مناسب للحياة في رأيي.
إذا افترضنا أن حياة المريخ الأصلية ربما تكيفت مع بيئتها من خلال دمج بيروكسيد الهيدروجين في خلاياها ، فقد يفسر هذا نتائج الفايكنج. الأداة المستخدمة لاكتشاف المركبات العضوية (تسمى مطياف كتلة كروماتوجراف الغاز) تسخن عينات التربة قبل التحليل. لو كانت خلايا المريخ تحتوي على بيروكسيد الهيدروجين ، لكانت قد قتلتهم. أيضًا ، سيتفاعل بيروكسيد الهيدروجين مع أي جزيئات عضوية قريبة لإنتاج كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون – وهو بالضبط ما اكتشفه الجهاز.
مهمة جديدة إلى المريخ
كما قلت من قبل ، يحتاج المريخ إلى مهمة جديدة مكرس في المقام الأول لاكتشاف الحياة لاختبار هذه الفرضية وغيرها. يجب أن يستكشف الموائل المحتملة على سطح المريخ ، مثل المرتفعات الجنوبية ، حيث يمكن للحياة أن تعيش في الصخور المالحة بالقرب من السطح. يمكننا حتى الوصول إلى هذه الصخور دون حفر – وهي ميزة كبيرة من حيث التعقيد الهندسي والتكلفة. لا أطيق الانتظار حتى تكتمل مثل هذه المهمة.
