حیات بیگانه ممکن است زیر پوشش یخی مریخ پنهان شده باشد

مطالعه‌ای جدید نشان می‌دهد که شرایط لازم برای فتوسنتز در مریخ ممکن است زیر سطح پوشش یخی غبارآلود در عرض‌های جغرافیایی میانی سیاره سرخ وجود داشته باشد.

فتوسنتز فرآیندی است که به واسطه‌ی آن موجودات زنده‌ای مثل گیاهان، جلبک‌ها و سیانوباکتری‌ها می‌توانند انرژی شیمیایی تولید کنند. این فرآیند به آب و نور برای پیشرفت نیاز دارد و بخش زیادی از اکسیژن موجود در جو زمین را تولید می‌کند. براساس یافته‌های جدید، لایه‌های یخی مریخ با ضخامت کافی می‌توانند تابش‌های شدید خورشید را فیلتر کنند و در عین حال اجازه دهند نور خورشید برای فتوسنتز به زیر آن‌ها نفوذ کند و مناطق به اصطلاح «سکونت‌پذیر تابشی» را به‌وجود آورد.

از آنجا که فرآیند فتوسنتز به نور مناسب دارد، نتایج تازه را باید در شرایط نور کافی درنظر گرفت. با اینکه یافته‌ها نشان نمی‌دهند حیات در مریخ وجود دارد یا حتی در گذشته‌ای دور وجود داشته است، می‌توانند ایده‌هایی برای جستجو را به دانشمندان بدهند. آدیتیا خولر، پژوهشگر پسادکترا و سرپرست پژوهش در آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا می‌گوید یخ غبارآلود مریخی در عرض‌های میانی در معرض نور خورشید قرار دارد و می‌تواند محیطی در دسترس برای جستجوی حیات کنونی در مریخ باشد.

زمین و مریخ هر دو در محدوده‌ای موسوم به کمربند حیات خورشید قرار دارند؛ منطقه‌ای از اطراف یک ستاره که در آن دما برای جریان آب مایع سطحی مساعد است. با این که ۷۱ درصد از سطح زمین از اقیانوس‌های آب مایع پوشیده شده است، مریخ غالبا چشم‌اندازی خشک دارد.

اکتشافات مریخ‌نوردهایی مثل کیوریاسیتی و پرسویرنس نشان داده‌اند که شرایط مریخ متفاوت است. عوارض سطحی مثل بسترهای دریاچه‌ای خشک و انشعاب‌های رودخانه‌ای که این ربات‌ها کشف کردند، از وجود آب مایع سطحی در میلیاردها سال پیش حکایت می‌کنند. علاوه بر این، مأموریت‌های مریخی مثل مدارپیمای اکتشافی مریخ (MRO) غالبا در مناطق غیرمنتظره یخ‌آب را کشف کرده‌اند.

به باور دانشمندان، مریخ آب مایع خود را میلیاردها سال قبل از دست داد؛ درست زمانی که میدان مغناطیسی این سیاره ضعیف شد (مغناطیس‌کره زمین هنوز بسیار قوی است) و بخش زیادی از جو آن از بین رفت. به این ترتیب موانع کمی برای تبخیر آب سطحی وجود داشت. نبود جو ضخیم هم به این معنی است که مریخ امروزی زیر بمباران تابش‌های مضر فرابنفش خورشید قرار دارد که برای موجودات زنده کشنده است و می‌تواند مولکول‌های پیچیده‌ی مورد نیاز برای حیات را نابود کند.

مریخ برخلاف زمین سپر محافظتی اوزون ندارد؛ در نتیجه سطح تابش‌های فرابنفش سطحی نسبت به زمین ۳۰ درصد بیشتر است؛ بنابراین فتوسنتز در مریخ احتمالا در نقاطی رخ می‌دهد که در داخل یخ غبارآلود قرار دارند؛ زیرا پوشش یخی غبارآلود می‌تواند تابش‌های فرابنفش مضر در سطح مریخ را مسدود کند و آب مایع نیز به دلیل جو خشک سیاره، به‌شدت ناپایدار است.

پژوهشگرها با استفاده از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری متوجه شدند که یخ‌های غبارآلود مریخ ممکن است از درون ذوب شوند و پوشش یخ فوقانی از تبخیر آن آب مایع کم‌عمق زیرسطحی در هوای خشک مریخ جلوگیری کند. به گفته‌ی خولر:

بنابراین دو عنصر کلیدی برای فتوسنتز می‌توانند در یخ‌های غبارآلود مریخی در عرض‌های میانی وجود داشته باشند. فتوسنتز به مقادیر کافی نور خورشید و همچنین آب مایع نیاز دارد. دو شبیه‌سازی مستقل قبلی از برف متراکم مریخی نشان می‌دهد که اگر مقادیر کمی گردوغبار (کمتر از یک درصد) درون برف وجود داشته باشد، ذوب‌شدن زیر سطح می‌تواند در عرض‌های میانی مریخ امروزی رخ دهد.

خولر افزود: «با کشف یخ غبارآلودی که چند سال پیش درون توده‌های برفی در آبکندهای مریخی درمعرض دید قرار گرفت، مکانیزمی برای ذوب زیرسطحی وجود دارد که می‌تواند زمینه‌ساز شکل‌گیری آب مایع کم‌عمق زیرسطحی شود.» براساس گفته‌های خولر، یخ غبارآلود روی پوشش یخی می‌تواند تابش‌های فرابنفش سطحی مریخ را مسدود کند و همچنین از سویی اجازه می‌دهد پرتوهای خورشیدی برای فتوسنتز به زیر سطح آن نفوذ کنند.

عمق لازم برای شکل‌گیری مناطق زیست‌پذیر تابشی به مقدار غبار درون یخ وابسته است. شبیه‌سازی پژوهشگرها نشان می‌دهد، یخ بسیار غبارآلود می‌تواند مقدار زیادی از نور خورشید را مسدود کند. با این‌حال، یخ با ۰٫۰۱ تا ۰٫۱ درصد غبار امکان شکل‌گیری یک منطقه تابشی در عمق بین ۵ تا ۳۸ سانتی‌متر را می‌دهد. یخ‌های کمتر آلوده، امکان وجود منطقه تابشی عمیق‌تر و گسترده‌تر را در عمق بین ۲٫۲ تا ۳٫۱ متر فراهم می‌کنند.

به باور پژوهشگرها، مناطق قطبی که بیشترین یخ مریخ را در خود دارند، برای مناطق زیست‌پذیر تابشی بیش از اندازه سرد هستند؛ زیرا مکانیزم ذوب زیرسطحی را ندارند. چنین مکانیزمی احتمالا در عرض‌های میانی سیاره سرخ رخ می‌دهد.

دانشمندان پشتوانه علمی برای نظریه‌ی خود را از شواهد روی سیاره زمین گرفته‌اند. خولر می‌گوید:

وقتی فهمیدم نواحی مشابهی برای حیات درون یخ‌های قطبی دارای غبار و رسوب وجود دارند، شگفت‌زده شدم. این مناطق حفره‌های کرایوکونیت نامیده می‌شوند و زمانی شکل می‌گیرند که غبار و رسوب روی یخ‌ها به دلیل تیره‌تر بودن از یخ، به درون آن‌ها ذوب می‌شوند.

هر سال تابستان به دلیل گرمایش ناشی از نور خورشید، آب مایع در اطراف غبارهای تیره‌ی درون یخ‌ها جمع می‌شود. این اتفاق به این دلیل رخ می‌دهد که یخ نیمه شفاف است و اجازه می‌دهد نور خورشید به زیر سطح آن نفوذ کند. به گفته‌ی خولر، پژوهشگران متوجه شدند که موجودات زنده‌ی کوچکی که در این زیستگاه‌های زیرسطحی کم‌عمق روی زمین زندگی می‌کنند، معمولا در زمستان و زمانی که نور کافی برای شکل‌گیری آب مایع درون یخ غبارآلود وجود ندارد، به خواب فرو می‌روند.

البته هیچ‌کدام از یافته‌های فوق به این معنا نیست که حیات فتوسنتزی روی مریخ وجود دارد یا احتمالا زمانی وجود داشته است؛ اما می‌تواند الهام‌بخش پژوهش‌های بیشتر درباره‌ی احتمال وجود زیستگاه‌های تابشی سیاره سرخ باشد. خولر می‌افزاید:

من در حال کار با گروهی از دانشمندان برای شبیه‌سازی‌های بهبودیافته از مکان و زمان ذوب یخ در مریخ کنونی هستم. علاوه بر این ما در حال بازسازی این سناریوهای یخ غبارآلود در آزمایشگاه هستیم تا آن‌ها را با جزئیات بیشتری بررسی کنیم.

نتایج پژوهش ۱۷ اکتبر در مجله‌ی Communications Earth & Environment منتشر شد.