30 شماره آخر

  • شماره 3825 -
  • ۱۳۹۹ پنج شنبه ۳ مهر
روزنامه در یک نگاه
امکانات
روزنامه در یک نگاه ورق بزنید دریافت همه صفحات
تبلیغات
روزنامه شرق روزنامه شرق نارون

زندگي در جهنم

رضا ماه‌منظر. منجم و مروج علم

سیاره Venus یا ناهید که در عربی زهره نامیده می‌شود، این روزها در کانون توجه بسیاری از اخترشناسان و زیست‌شناسان علاقه‌مند به کشف حیات در کیهان قرار گرفته است. این همسایه فضایی ما هم‌اکنون، ساعاتی پیش از طلوع خورشید در افق شرقی به رنگ سپید پرنور می‌درخشد و عملا بعد از ماه نزدیک‌ترین همسایه کیهانی به زمین است. ناهید تفاوت‌های بسیاری با زمین دارد. این تفاوت‌ها به قدری است که نه‌تنها تصور احتمال وجود حیات در آن تقریبا غیرممکن به نظر می‌رسد، بلکه لقب سیاره جهنمی را نیز با خود به دوش می‌کشد. در زیر ابرهای غلیظ ناهید، بخشی از گرمای خورشید محبوس می‌شود و مانند یک پتو دمای زیر سطح خود را افزایش می‌دهد. این افزایش دما که به سبب گازهای گلخانه‌ای مانند دی‌اکسید کربن روی می‌دهد، دمای سطح ناهید را به حدود 500 درجه سانتی‌گراد افزایش می‌دهد. در این دما فلز سرب، گاها تبخیر می‌شود. سطح ناهید مملو از آتشفشان‌های فعال، رشته‌کوه و رعدوبرق‌های مهیب است. حال دانشمندان در سیاره‌ای که حتی الماس در سطح آن ذوب می‌شود، نشانه‌ای از حیات را یافته‌اند! تیمی از پژوهشگران به رهبری «جین گریوز»، استاد ستاره‌شناسی دانشگاه کاردیف با مطالعه ابرهای ناهید به کمک «تلسکوپ جیمز کلارک ماکسول» موفق به ردیابی مولکولی با نام فسفین که متشکل از یک اتم فسفر و سه اتم هیدروژن «PH3» است، شدند. بررسی‌ها با «آرایه میلی‌متری بزرگ آتاکاما» (ALMA) ادامه یافت و پژوهشگران دریافتند مقدار این ماده یک به ازای دو میلیارد است، اما منشأ این گاز چیست؟ فسفین به‌شدت سمی و بی‌بو است و به‌طور معمول در زمان تولید در کنار گاز دیگری به نام دی‌فسفان (P2H4) تولید می‌شود که بوی ناخوشایندی مانند ماهی گندیده دارد. P2H4 و PH3 می‌توانند با اکسیژن هوا واکنش دهند و با شعله درخشان بسوزند. جالب است بدانید که از این ماده در جنگ‌افزارهای شیمیایی نیز بهره برده‌اند. اما چرا این مولکول نشانه‌ای از حیات است؟ فسفین در سیاره زمین دو منشأ اصلی صنعتی و زیستی دارد. در صنعت، فسفین از واکنش فسفر سفید با هیدروکسید سدیم یا پتاسیم تحت فشار در دمای بالا ساخته شده و در دمای حدود 200 درجه با واکنش مشتقات فلزاتی چون آلومینیوم استفاده می‌شود. در دهه 1990 دانشمندان دریافتند که باکتری‌های بی‌هوازی نیز می‌توانند چنین ترکیبی را تولید کنند و میزان قابل توجهی از آن در جو زمین وجود دارد. 25 سال بعد محقق جوانی با نام «کلارا سوزا-سیلوا» از دانشگاه ام‌آی‌تی اثبات کرد که می‌توان با مشاهده این مولکول در اتمسفر سیارات خاکی مشابه با زمین، احتمال داد گونه‌ای از حیات مستقل از اکسیژن (حداقل در گذشته نزدیک) وجود داشته است. اما مشکل اینجاست که سطح سیاره ناهید شباهتی با زمین ندارد! جالب اینجاست که پیش از این، فسفین در اعماق اتمسفر سیارات گازی همچون مشتری و زحل نیز تشخیص داده شده بود. چراکه در هسته این سیارات فشار و دما به قدری است که به صورت خودبه‌خودی می‌توانند فسفین تولید کنند. اما در سیاره ناهید فشار و دما مشابه اعماق مشتری و زحل نیست. از دیگر سو مطالعات در سطح ناهید حاکی از نبود شرایط لازم برای پشتیبانی از حیات است. به بیان ساده‌تر سطح ناهید شرایط زیست‌پذیری -حداقل مشابه با آنچه در زمین شاهد آن هستیم- را ندارد. دانشمندان با مطالعه گسترده انواع گونه‌های حیات در متنوع‌ترین شرایط همچون سرمای قطب و آب‌های جوشان اعماق اقیانوسی و همچنین از عمق یک‌کیلومتری معادن غنی از آهن تا ارتفاعات جو زمین و مناطق مجاور با مرز فضا دریافتند که همه ارگانیسم‌های زنده موجود در این مناطق از سه فاکتور مشترک آب مایع، انرژی و عناصر اساسی حیات برای بقای خود بهره‌مند هستند. حال آنکه در سطح ناهید آب یا هیچ مایع جایگزین دیگری وجود ندارد. تنها مایع در جریان فلز سرب است! همچنین دمای سطح ناهید به‌طور وحشتناکی بالاست و موجب تجزیه ساختار مولکول‌های زیستی می‌شود. پس کشف فسفین به تنهایی نمی‌تواند دلیلی برای وجود حیات یک سیاره جهنمی باشد. «سوزا-سیلوا» که حدود پنج سال پیش وجود فسفین را نشانه‌ای از حیات می‌پنداشت در واکنش به این کشف چنین گفت: «برای توضیح وجود این مولکول، باید به دنبال فرایند شیمیایی جدید باشیم یا در بهترین حالت (که البته کمی تخیلی به نظر می‌رسد) به دنبال میکروارگانیسم‌های بی‌هوازی باشیم». شاید بتوان مثال مشابه دیگری را کشف مولکول اکسیژن در اتمسفر سیارات فراخورشیدی دانست. اکسیژن یک ترکیب زیستی است و در زمین تنها منشأ تولید آن فرایند فتوسنتز در گیاهان، جلبک‌ها و تک‌یاخته‌های آبزی است. اما تلسکوپ فضایی هابل بارها و بارها با مطالعه جو برخی از سیارات فراخورشیدی نشان داده است سیاراتی که تابش فرابنفش بالایی را از ستارگان خود دریافت می‌کنند -و در سطح‌شان لایه‌های ضخیمی از بخار آب یا یخ دارند- ممکن است دچار پدیده فتولیز آب شوند. به این معنا که ساختارهای شیمیایی بر اثر پرتوهای پرقدرت شکسته شده و ترکیبات جدید مانند گاز اکسیژن را که در زمین توسط فتوسنتز تولید می‌شود‌، ایجاد کنند. به گفته «جین گریوز»، پژوهشگر ارشد این پروژه، ممکن است فرایندهای شیمیایی یا فتوشیمیایی ناشناخته‌ای نیز در این میان وجود داشته باشند. فسفین، یک زیست‌نشانگر است و می‌تواند برای رسیدن به یک ریشه بیولوژیک ردیابی شود. کشف فسفین، نشان‌دهنده این موضوع است که ممکن است نشانه‌های زندگی در ابرهای زهره وجود داشته باشد. گام بعدی ما پرداختن به این موضوع است که چرا فسفین در زهره وجود دارد. این موضوع بسیار دشوار است که بخواهیم وجود فسفین را بدون وجود زندگی توضیح دهیم. ما روش ساده‌ای را در اختیار نداریم تا آزمایشی انجام دهیم که نشان دهد آیا امکان زنده‌ماندن در جو زهره وجود دارد یا خیر. شاید بهترین راه‌حل این باشد که فضاپیماهایی به زهره فرستاده شوند و نمونه‌های لازم را جمع‌آوری کنند. با نگاه خوشبینانه ممکن است در ارتفاعات 50کیلومتری از سطح ناهید جایی که دمایی مناسب و مشابه زمین دارد، میکروارگانیسم‌هایی یافت شوند. شاید هم در عمق یک‌کیلومتری و در زیر سطح ناهید، جایی که دما پایین‌تر است شاهد فعالیت باکتری‌های مشابه با آنچه در حوضچه‌های گرمابی زمین دیده‌ایم، باشیم. با این حال مطالعه و پژوهش برای کشف نشانه‌های حیات در جهنم منظومه شمسی، بسیار سخت‌تر و پیچیده‌تر از سفر انسان به مریخ خواهد بود. امید است روزی فناوری بتواند پاسخ روشنی برای کشف مولکول فسفین در آسمان سپیدرنگ سیاره زهره بیابد.

ارسال دیدگاه شما

ساعت
روزنامه شرق
عنوان صفحه‌ها
تیتر خبرها پربازدید

شماره 3570

تاریخ ۱۳۹۹/۴/۵

نور نوشت
کارتون

زندگي در جهنم

رضا ماه‌منظر. منجم و مروج علم

سیاره Venus یا ناهید که در عربی زهره نامیده می‌شود، این روزها در کانون توجه بسیاری از اخترشناسان و زیست‌شناسان علاقه‌مند به کشف حیات در کیهان قرار گرفته است. این همسایه فضایی ما هم‌اکنون، ساعاتی پیش از طلوع خورشید در افق شرقی به رنگ سپید پرنور می‌درخشد و عملا بعد از ماه نزدیک‌ترین همسایه کیهانی به زمین است. ناهید تفاوت‌های بسیاری با زمین دارد. این تفاوت‌ها به قدری است که نه‌تنها تصور احتمال وجود حیات در آن تقریبا غیرممکن به نظر می‌رسد، بلکه لقب سیاره جهنمی را نیز با خود به دوش می‌کشد. در زیر ابرهای غلیظ ناهید، بخشی از گرمای خورشید محبوس می‌شود و مانند یک پتو دمای زیر سطح خود را افزایش می‌دهد. این افزایش دما که به سبب گازهای گلخانه‌ای مانند دی‌اکسید کربن روی می‌دهد، دمای سطح ناهید را به حدود 500 درجه سانتی‌گراد افزایش می‌دهد. در این دما فلز سرب، گاها تبخیر می‌شود. سطح ناهید مملو از آتشفشان‌های فعال، رشته‌کوه و رعدوبرق‌های مهیب است. حال دانشمندان در سیاره‌ای که حتی الماس در سطح آن ذوب می‌شود، نشانه‌ای از حیات را یافته‌اند! تیمی از پژوهشگران به رهبری «جین گریوز»، استاد ستاره‌شناسی دانشگاه کاردیف با مطالعه ابرهای ناهید به کمک «تلسکوپ جیمز کلارک ماکسول» موفق به ردیابی مولکولی با نام فسفین که متشکل از یک اتم فسفر و سه اتم هیدروژن «PH3» است، شدند. بررسی‌ها با «آرایه میلی‌متری بزرگ آتاکاما» (ALMA) ادامه یافت و پژوهشگران دریافتند مقدار این ماده یک به ازای دو میلیارد است، اما منشأ این گاز چیست؟ فسفین به‌شدت سمی و بی‌بو است و به‌طور معمول در زمان تولید در کنار گاز دیگری به نام دی‌فسفان (P2H4) تولید می‌شود که بوی ناخوشایندی مانند ماهی گندیده دارد. P2H4 و PH3 می‌توانند با اکسیژن هوا واکنش دهند و با شعله درخشان بسوزند. جالب است بدانید که از این ماده در جنگ‌افزارهای شیمیایی نیز بهره برده‌اند. اما چرا این مولکول نشانه‌ای از حیات است؟ فسفین در سیاره زمین دو منشأ اصلی صنعتی و زیستی دارد. در صنعت، فسفین از واکنش فسفر سفید با هیدروکسید سدیم یا پتاسیم تحت فشار در دمای بالا ساخته شده و در دمای حدود 200 درجه با واکنش مشتقات فلزاتی چون آلومینیوم استفاده می‌شود. در دهه 1990 دانشمندان دریافتند که باکتری‌های بی‌هوازی نیز می‌توانند چنین ترکیبی را تولید کنند و میزان قابل توجهی از آن در جو زمین وجود دارد. 25 سال بعد محقق جوانی با نام «کلارا سوزا-سیلوا» از دانشگاه ام‌آی‌تی اثبات کرد که می‌توان با مشاهده این مولکول در اتمسفر سیارات خاکی مشابه با زمین، احتمال داد گونه‌ای از حیات مستقل از اکسیژن (حداقل در گذشته نزدیک) وجود داشته است. اما مشکل اینجاست که سطح سیاره ناهید شباهتی با زمین ندارد! جالب اینجاست که پیش از این، فسفین در اعماق اتمسفر سیارات گازی همچون مشتری و زحل نیز تشخیص داده شده بود. چراکه در هسته این سیارات فشار و دما به قدری است که به صورت خودبه‌خودی می‌توانند فسفین تولید کنند. اما در سیاره ناهید فشار و دما مشابه اعماق مشتری و زحل نیست. از دیگر سو مطالعات در سطح ناهید حاکی از نبود شرایط لازم برای پشتیبانی از حیات است. به بیان ساده‌تر سطح ناهید شرایط زیست‌پذیری -حداقل مشابه با آنچه در زمین شاهد آن هستیم- را ندارد. دانشمندان با مطالعه گسترده انواع گونه‌های حیات در متنوع‌ترین شرایط همچون سرمای قطب و آب‌های جوشان اعماق اقیانوسی و همچنین از عمق یک‌کیلومتری معادن غنی از آهن تا ارتفاعات جو زمین و مناطق مجاور با مرز فضا دریافتند که همه ارگانیسم‌های زنده موجود در این مناطق از سه فاکتور مشترک آب مایع، انرژی و عناصر اساسی حیات برای بقای خود بهره‌مند هستند. حال آنکه در سطح ناهید آب یا هیچ مایع جایگزین دیگری وجود ندارد. تنها مایع در جریان فلز سرب است! همچنین دمای سطح ناهید به‌طور وحشتناکی بالاست و موجب تجزیه ساختار مولکول‌های زیستی می‌شود. پس کشف فسفین به تنهایی نمی‌تواند دلیلی برای وجود حیات یک سیاره جهنمی باشد. «سوزا-سیلوا» که حدود پنج سال پیش وجود فسفین را نشانه‌ای از حیات می‌پنداشت در واکنش به این کشف چنین گفت: «برای توضیح وجود این مولکول، باید به دنبال فرایند شیمیایی جدید باشیم یا در بهترین حالت (که البته کمی تخیلی به نظر می‌رسد) به دنبال میکروارگانیسم‌های بی‌هوازی باشیم». شاید بتوان مثال مشابه دیگری را کشف مولکول اکسیژن در اتمسفر سیارات فراخورشیدی دانست. اکسیژن یک ترکیب زیستی است و در زمین تنها منشأ تولید آن فرایند فتوسنتز در گیاهان، جلبک‌ها و تک‌یاخته‌های آبزی است. اما تلسکوپ فضایی هابل بارها و بارها با مطالعه جو برخی از سیارات فراخورشیدی نشان داده است سیاراتی که تابش فرابنفش بالایی را از ستارگان خود دریافت می‌کنند -و در سطح‌شان لایه‌های ضخیمی از بخار آب یا یخ دارند- ممکن است دچار پدیده فتولیز آب شوند. به این معنا که ساختارهای شیمیایی بر اثر پرتوهای پرقدرت شکسته شده و ترکیبات جدید مانند گاز اکسیژن را که در زمین توسط فتوسنتز تولید می‌شود‌، ایجاد کنند. به گفته «جین گریوز»، پژوهشگر ارشد این پروژه، ممکن است فرایندهای شیمیایی یا فتوشیمیایی ناشناخته‌ای نیز در این میان وجود داشته باشند. فسفین، یک زیست‌نشانگر است و می‌تواند برای رسیدن به یک ریشه بیولوژیک ردیابی شود. کشف فسفین، نشان‌دهنده این موضوع است که ممکن است نشانه‌های زندگی در ابرهای زهره وجود داشته باشد. گام بعدی ما پرداختن به این موضوع است که چرا فسفین در زهره وجود دارد. این موضوع بسیار دشوار است که بخواهیم وجود فسفین را بدون وجود زندگی توضیح دهیم. ما روش ساده‌ای را در اختیار نداریم تا آزمایشی انجام دهیم که نشان دهد آیا امکان زنده‌ماندن در جو زهره وجود دارد یا خیر. شاید بهترین راه‌حل این باشد که فضاپیماهایی به زهره فرستاده شوند و نمونه‌های لازم را جمع‌آوری کنند. با نگاه خوشبینانه ممکن است در ارتفاعات 50کیلومتری از سطح ناهید جایی که دمایی مناسب و مشابه زمین دارد، میکروارگانیسم‌هایی یافت شوند. شاید هم در عمق یک‌کیلومتری و در زیر سطح ناهید، جایی که دما پایین‌تر است شاهد فعالیت باکتری‌های مشابه با آنچه در حوضچه‌های گرمابی زمین دیده‌ایم، باشیم. با این حال مطالعه و پژوهش برای کشف نشانه‌های حیات در جهنم منظومه شمسی، بسیار سخت‌تر و پیچیده‌تر از سفر انسان به مریخ خواهد بود. امید است روزی فناوری بتواند پاسخ روشنی برای کشف مولکول فسفین در آسمان سپیدرنگ سیاره زهره بیابد.

ارسال دیدگاه شما