کشف شواهد جدید: مریخ میلیاردها سال پیش گرم و مرطوب بوده است

معمای دیرینه مریخ: آیا حیات در آنجا ممکن بوده است؟

بیش از نیم قرن است که دانشمندان با پرسشی اساسی دست و پنجه نرم می‌کنند: آیا مریخ در گذشته قابلیت سکونت داشته است؟ این سوال بظاهر ساده، ده‌ها ماموریت فضایی را برای کاوش سیاره سرخ به راه انداخته است. هر ماموریت جدید، ما را یک گام به پاسخ نزدیک‌تر می‌کند و این مطالعه اخیر، قطعه‌ای حیاتی به این معمای پیچیده اضافه می‌کند.

عصر نوح: دورانی تعیین‌کننده در تاریخ مریخ

مریخ با قدمتی تقریباً ۴.۵ میلیارد سال، هم‌سن زمین است و تاریخ آن به دوره‌های زمین‌شناسی مختلفی تقسیم می‌شود. این مطالعه جدید، دوره‌ای حیاتی به نام عصر نوح را روشن می‌کند که تقریباً از ۴.۱ تا ۳.۷ میلیارد سال پیش را در بر می‌گیرد؛ زمانی که حیات هنوز روی زمین در حال شکل‌گیری بود.

این یکی از خشن‌ترین دوره‌های تاریخ منظومه شمسی بود، زیرا سیارات در رویدادی که به عنوان بمباران سنگین اخیر شناخته می‌شود، توسط رگباری از شهاب‌سنگ‌های غول‌پیکر بمباران شدند. اثرات این برخوردهای شدید هنوز هم بر روی سطح مریخ قابل مشاهده است، به ویژه حوضه‌های عظیم هلاس و آرگیر، که هر کدام به اندازه‌ای بزرگ هستند که کل دریای مدیترانه را در خود جای دهند.

تناقض کیهانی: آیا خشونت باعث ظهور حیات شد؟

در ابتدا ممکن است تصور شود که این دوره آشفته برای ظهور حیات بسیار سخت بوده است. با این حال، شواهد علمی خلاف این را نشان می‌دهد. دقیقاً در این دوره، در میان این خشونت کیهانی، به نظر می‌رسید که مریخ مساعدترین محیط را برای ظهور حیات داشته است.

شواهد این امر را می‌توان در توپوگرافی سیاره، مانند دره‌های خشک رودخانه‌ای که سطح را می‌شکافند، بستر دریاچه‌های باستانی و سواحل و دلتاهای رودخانه‌ای سنگ‌شده یافت. همه این سازندهای زمین‌شناسی فقط می‌توانستند با جریان آب روی سطح برای مدت طولانی شکل گرفته باشند.

نظریه‌های متضاد درباره آب و هوای مریخ

بحث علمی در مورد آب و هوای مریخ در دوره نوسنگی با دو نظریه اصلی ادامه دارد:

• نظریه اول: مریخ سرد و یخ‌زده بود و مقادیر زیادی یخ به دلیل برخورد شهاب‌سنگ یا فوران‌های آتشفشانی به طور متناوب ذوب می‌شد.
• نظریه دوم: مریخ گرم، مرطوب و عمدتاً بدون یخ بود.

مشکل این است که میلیاردها سال پیش، خورشید حدود ۳۰٪ کمتر از امروز درخشان بود، به این معنی که گرمای کمتری به مریخ می‌رسید. برای گرم بودن مریخ، به جو بسیار متراکمی پر از گازهای گلخانه‌ای مانند دی اکسید کربن نیاز بود. با این حال، به طور متناقضی، وقتی دی اکسید کربن از سطح خاصی فراتر می‌رود، به ابرهایی تبدیل می‌شود که اثر گلخانه‌ای را به جای افزایش، کاهش می‌دهند. به همین دلیل، نظریه «مریخ سرد» برای بسیاری قابل قبول‌تر به نظر می‌رسید.

پرسویرنس: کاوشگری که ابهامات را برطرف کرد

در فوریه ۲۰۲۱، مریخ‌نورد پرسویرنس در یک ماموریت تاریخی بر روی مریخ فرود آمد. دانشمندان به طور خاص دهانه جزرو را انتخاب کردند، زیرا حاوی یک دریاچه باستانی بود. تصاویر گرفته شده از مدار، تراس‌های سنگی بادبزنی شکل را نشان می‌دادند که توسط جریان آب از طریق دیواره‌های دهانه تشکیل شده بودند و دارای رسوبات غنی از مواد معدنی رسی بودند.

مطالعه جدید نمونه‌هایی از دانه‌های رس به نام کائولینیت را که در یکی از کانال‌های جریان باستانی یافت شده بودند، تجزیه و تحلیل کرد. این دانه‌ها نشانه‌های روشنی از قرار گرفتن در معرض هوازدگی شدید و تغییر شیمیایی توسط آب در طول دوره شبانه دارند.

ترکیب شیمیایی شگفت‌انگیز دانه‌ها

آنچه واقعاً جذاب است، ترکیب شیمیایی این دانه‌ها است: آنها به شدت از نظر آهن و منیزیم کمبود دارند، اما سرشار از تیتانیوم و آلومینیوم هستند. این بدان معناست که این سنگ‌ها توسط آب داغ حاصل از ذوب یخ در گدازه یا شهاب‌سنگ‌ها تغییر نکرده‌اند (که در صورت صحت نظریه سرما چنین می‌بود)، بلکه توسط دمای متوسط و بارندگی شدید و مداوم تغییر یافته‌اند.

شباهت‌های قابل توجه با زمین و پیامدهای آن

دانشمندان شباهت آشکاری بین ترکیب شیمیایی این دانه‌ها و خاک رس مشابه روی زمین از دوره‌هایی که آب و هوا گرم‌تر و مرطوب‌تر بوده است، یافتند. آنها نتیجه گرفتند که این دانه‌ها تحت بارندگی شدید مشابه آب و هوای باستانی زمین تشکیل شده‌اند و احتمالاً یکی از مرطوب‌ترین دوره‌ها در مریخ را نشان می‌دهند، شاید مساعدترین دوره‌ها برای ظهور حیات.

مهم‌تر از همه، این شرایط برای مدت طولانی، شاید هزاران یا حتی میلیون‌ها سال، ادامه داشته است؛ زمانی کافی برای ظهور و تکامل حیات، در صورت مناسب بودن شرایط.

یافته‌های پیشین و آینده مبهم

این اولین باری نیست که مریخ‌نورد پرسویرنس جنجال به پا کرده است. سال گذشته، تیم علمی از کشف نشانه‌های زیستی بالقوه در نمونه‌های دیگر جمع‌آوری شده از همان منطقه خبر داد. این نمونه‌های گرانبها با دقت در ظروف دربسته روی مریخ‌نورد نگهداری می‌شوند و منتظر ماموریت آینده برای بازگرداندن آنها به زمین هستند.

اما مشکل این است که ناسا موقتاً این ماموریت را لغو کرده است، به این معنی که نمونه‌ها تا سال‌های زیادی به آزمایشگاه‌های زمین نخواهند رسید. تا زمانی که در آزمایشگاه‌های زمینی مورد مطالعه قرار نگیرند، با اطمینان نخواهیم دانست که آیا آنها حاوی آثار واقعی از حیات باستانی مریخی هستند یا خیر.

آزمایش قطعی برای این نمونه‌ها، معیاری به نام «معیار نوول» خواهد بود، قانونی سختگیرانه که توسط اندرو نوول، اخترشناس، تدوین شده است. این قانون بیان می‌کند که برای اینکه چیزی به عنوان مدرکی از حیات در نظر گرفته شود، نباید تنها با فرآیندهای شیمیایی و زمین‌شناسی قابل توضیح باشد، بلکه باید بدون وجود حیات، توضیح آن غیرممکن باشد.