بیشترین امید بشر به کشف حیات فرازمینی در کدام دنیاها است؟
ايسنا/ همانطور که ما ميدانيم، زيستکره يا بيوسفر(biosphere) زمين شامل تمام مواد شناخته شده لازم براي پشتيباني از حيات است که اين موارد به طور کلي عبارتند از: آب مايع، حداقل يک منبع انرژي و فهرستي از عناصر و مولکولهاي مفيد بيولوژيکي.
زيستکره يا زيستسپهر يا بيوسفر به آن بخش يا لايه از کره زمين گفته ميشود که در آن زندگي وجود دارد. اين لايه زيستگاه انسان و ديگر موجودات زنده همچون پرندگان، ماهيان يا سازوارهها و موجودات خاکزي است و تا لايههاي زيرين از زمين که ريشه درختان و ديگر جانداران نفوذ ميکند، ادامه دارد. در زمينهاي سخت، زيستکره تنها تا عمق چند متري ادامه دارد؛ به استثناي باکتريها که در لايههاي ژرفتري نيز حضور دارند. در هوا زيستکره تا حدود هشت کيلومتر يعني تا جايي که اکسيژن يافت ميشود، حضور دارد و در درياها تا ژرفاهاي بسيار و حتي تا ۱۱ کيلومتر در زير اقيانوس(در درازگودالها) نيز ادامه دارد.
اما کشف اخير "فسفين" در ابرهاي سياره زهره به ما يادآوري ميکند که حداقل برخي از اين مواد در جاهاي ديگر منظومه شمسي نيز وجود دارند. پس اميدوار کنندهترين مکانهاي ديگر براي کشف زندگي فرازميني کجاها هستند؟
سياره "مريخ"
مريخ(Mars) يکي از زمينمانندترين دنياها در منظومه شمسي است. اين سياره داراي شبانهروز ۲۴.۵ ساعته، کلاهکهاي قطبي يخي که با گذر فصول گسترش يافته يا کوچک ميشوند و مجموعهاي وسيع از ويژگيهاي سطحي است که در طول تاريخ اين سياره توسط آب ايجاد شدهاند.
مريخ يا بَهرام چهارمين سياره در منظومه شمسي است که در مداري طولانيتر و با سرعتي کمتر از زمين به دور خورشيد ميچرخد. هر يک بار گردش اين سياره به دور خورشيد معادل ۶۸۷ شبانهروز زمين به درازا ميکشد و طول شب و روز نيز از کره زمين کمي طولانيتر است. قطر مريخ نزديک به يکدوم قطر زمين و برابر ۶۷۹۰ کيلومتر است.(قطر زمين: ۱۲٬۷۵۶ کيلومتر).
شناسايي يک درياچه زير کلاهک يخي قطب جنوب مريخ و رصد متان در جو آن که گستردگي آن با توجه به فصل و حتي زمان روز متفاوت است، مريخ را به يک کانديداي بسيار جالب براي کشف حيات تبديل کرده است.
متان از آنجا که ميتواند توسط فرآيندهاي بيولوژيکي توليد شود، قابل توجه است، اما منبع واقعي متان موجود در مريخ هنوز مشخص نيست.
نوري که از خورشيد به مريخ ميرسد نصف نوري است که زمين دريافت ميکند، اما روز مريخي چهل دقيقه طولانيتر از روز زميني است. بنابراين شرايط از نظر نور تقريباً مثل زمستان زمين است و به اين خاطر امکان رشد گياهان در شرايط گلخانهاي در مريخ وجود دارد. روزهاي مريخ ۲۴ ساعت و ۳۷ دقيقه درازا دارند. از آنجا که محور سياره مريخ همانند زمين °۲۴ درجه کج است، در اين سياره نيز فصلهاي سال وجود دارند. اما هر سال مريخي کمابيش دو برابر سال زميني يعني ۶۷۸ روز به درازا ميکشد.
جو مريخ سرخ رنگ است و از زمين در آسمان شب نيز سرخي آن ديده ميشود. کره مريخ دو قمر کوچک به نامهاي "فوبوس" و "ديموس" دارد که ريختي نابسامان دارند. اين دو قمر شايد شهابسنگهايي هستند که در مدار مريخ به دام افتادهاند. اگر شخصي در کره مريخ باشد خواهد ديد که فوبوس سه بار در يک روز طلوع و غروب ميکند. ديموس نصف فوبوس بوده و چنانچه از مريخ به آن نگاه کنيم اين قمر بيشتر همانند يک ستاره خواهد بود تا يک ماه.
مريخ، سياره سرخرنگ منظوم شمسي، يکدوم زمين قطر دارد و مساحت سطح آن برابر با مساحت خشکيهاي روي زمين است. همانند زمين، يخهاي قطبي، درههاي عميق، کوه، غبار، توفان و فصل دارد. در دشتهاي آن مانند ماه، گودالهايي برآمده از برخورد سنگهاي آسماني ديده ميشود. با وجود اندازه کوچکش، بلندترين قله منظومه شمسي يعني "کوه المپوس" و بزرگترين دره منظومه شمسي در اين سياره پيدا شده است. کهنه بودن بيشتر دهانههاي برخوردي سياره مريخ نشاندهنده پرکاري زياد پديدههاي زمينشناختي در اين سياره است.
با توجه به شواهدي که نشان ميدهد اين سياره زماني داراي محيط بسيار خوشخيمتري بوده است، ممکن است حيات در آن وجود داشته است و هنوز هم ردپايي از آن ديده شود.
امروز مريخ داراي جو بسيار نازک و خشکي است که تقريباً کاملاً از کربن دي اکسيد تشکيل شده است. اين گاز، محافظت ناچيزي در برابر تابش خورشيد و تابشهاي کيهان ايجاد ميکند. اما اگر مريخ موفق شده باشد برخي از ذخاير آب را در زير سطح خود حفظ کند، غيرممکن نيست که حيات در آن هنوز وجود داشته باشد.
قمر "اروپا"
"اروپا"(Europa) نام يکي از هفتاد و دو ماهِ سياره مشتري است. اروپا پانزدهمين جرم در سامانه خورشيدي بر پايه جرم و حجم ميباشد. اين قمر در سال ۱۶۱۰ به همراه سه قمر بزرگتر مشتري توسط "گاليله" کشف شد. اين قمر کمي کوچکتر از ماه زمين است و هر ۳.۵ روز يک بار در فاصله ۶۷۰ هزار کيلومتري به دور غول گازي مشتري ميچرخد.
"اروپا" به طور مداوم توسط ميدانهاي گرانشي مشتري و ديگر قمرهاي گاليله اي در فرآيندي که به عنوان "انعطاف جزر و مدي"(tidal flexing) شناخته ميشود، فشرده و کشيده ميشود.
اعتقاد بر اين است که اين قمر مانند زمين از لحاظ زمين شناسي فعال است، زيرا "انعطاف جزر و مدي" بخشي از سطح سنگي و فلزي آن را داغ ميکند و آن را تا حدي به شکل ماگما و مذاب نگه ميدارد.
سطح "اروپا" گستره وسيعي از يخ-آب است. بسياري از دانشمندان تصور ميکنند که زير سطح يخ زده آن يک لايه آب مايع وجود دارد که يک اقيانوس جهاني به عمق بيش از ۱۰۰ کيلومتر را ميسازد که گرماي حاصل از "انعطاف جزر و مدي" از يخ زدن آن جلوگيري ميکند.
شواهد وجود اين اقيانوس شامل آبفشانهايي است که از شکافهاي سطح يخي اين قمر بيرون ميزند و همچنين يک ميدان مغناطيسي ضعيف و يک سطح آشفته که ميتواند توسط جريانهاي اقيانوسي در قديم تغيير شکل داده باشد. اکنون اين سپر يخي، اقيانوس زيرسطحي را از سرماي شديد و خلاء فضا و همچنين کمربندهاي تابشي وحشي مشتري محافظت ميکند.
قابل تصور است که در زير اين اقيانوس احتمالا چاههاي گرمابي و آتشفشانهاي کف اقيانوسي پيدا کنيم. در زمين، چنين ويژگيهايي اغلب از اکوسيستمهاي بسيار غني و متنوع پشتيباني ميکنند.
چاه گرمابي يا مجراي گرمابي(Hydrothermal vent) در حقيقت شکافي بر روي سطح زمين است که از لحاظ زمينشناسي، آبهاي اطراف خويش را گرم ميکند. چاههاي گرمابي اغلب در مناطقي که از لحاظ آتشفشاني فعال هستند يافت ميشوند. مانند مناطقي که صفحات زمينساختي در حال جدا شدن از هم هستند، بسترهاي اقيانوسي و تفتگاهها (نواحي داغ). مشهورترين سامانه گرمابي در خشکي احتمالاً پارک ملي يلوستون در آمريکا است.
در زير دريا چاههاي گرمابي را دودکشهاي سياه مينامند و در بيشتر آبهاي عميق اقيانوسي ميتوان آنها را يافت. اطراف چاههاي گرمابي از لحاظ زيستي پرتوليدتر هستند و اغلب محل زيست جوامع پيچيدهاي هستند که از مواد شيميايي محلول در مايعات چاهها استفاده مينمايند. فعاليتهاي شيميوسنتزي پايه زنجيره غذايي را ميسازد و ارگانيسمهاي متنوعي مثل کرم لولهاي بزرگ، صدف دوکفهاي، خارهچسب و ميگو از آنها استفاده ميکنند.
قمر "انسلادوس"
قمر "انسلادوس"(Enceladus) نيز مانند قمر "اروپا" يک قمر يخي داراي اقيانوس آب مايع زير سطحي است.
"انسلادوس" به دور سياره "زحل" ميچرخد و پس از کشف غافلگيرانه و غيرمنتظره آبفشانهاي بزرگ در نزديکي قطب جنوب آن، به عنوان يک جهان قابل سکونت بالقوه مورد توجه دانشمندان قرار گرفت.
اين فوارههاي آب از شکافهاي بزرگ سطح يخي اين قمر بيرون ميزنند و با توجه به ميدان گرانشي ضعيف "انسلادوس" به فضا پاشيده ميشوند. آنها شواهد واضحي از وجود ذخاير زيرزميني آب مايع در "انسلادوس" هستند.
نه تنها آب در اين آبفشانها شناسايي شده است، بلکه مجموعهاي از مولکولهاي آلي و به طور حتم دانههاي ريزي از ذرات سيليکات سنگي در آن شناسايي شده است که فقط در صورت تماس فيزيکي آب موجود در زير سطح اقيانوس با کف صخرهاي اقيانوس در دماي حداقل ۹۰ درجه سانتيگراد ميتواند به وجود آمده باشد. اين شواهد بسيار محکمي براي وجود "چاه گرمابي" در بستر اقيانوس زيرسطحي "انسلادوس" است که مواد شيميايي مورد نياز براي حيات و منابع متمرکز انرژي را تأمين ميکند.
"انسلادوس" ششمين ماه بزرگ زحل است که در سال ۱۷۸۹ توسط "ويليام هرشل" کشف شد. کاوشگرهاي "وويجر" در دهه ۱۹۸۰ بر سطح آن يخ يافتند. قطر "انسلادوس" تنها ۵۰۰ کيلومتر است و همه پرتوهاي تابيدهشده از خورشيد را بازميتاباند. در هنگام ظهر دماي سطح آن منفي ۱۹۸ درجه سانتيگراد است.
سن انسلادوس ۱۰۰ ميليون سال تخمين زده شده است. در سال ۲۰۱۴ بر اساس پژوهشهاي ناسا مشخص شد که يک اقيانوس زيرسطحي به عمق ۱۰ کيلومتر در آن وجود دارد.
از سال ۲۰۰۵ ميلادي بشر از وجود يخفشانهاي مرموز در "انسلادوس" آگاه بوده است. فضاپيماي "کاسيني" براي نخستينبار در ژوئن ۲۰۰۵ موفق به مشاهده يخفشانهاي عظيم نيمکره جنوبي "انسلادوس" شد. هر چند هنوز خاستگاه چنين پديدهاي به درستي مشخص نشده، اما به احتمال زياد اين فورانها ريشه در لايهاي دروني از آب مايع دارند.
دانشمندان حدس ميزنند که فشار گرانشيِ اعمالشده از جانب زحل، درون خاموش اين قمر را بار ديگر زنده ساخته و بدين واسطه بخشي از اقيانوس زيرسطحي و يخبسته "انسلادوس" را ذوب کرده باشد.
قمر "تايتان"
قمر "تايتان"(Titan) بزرگترين ماه سياره زحل و تنها قمر در منظومه شمسي با جو پايدار و محکم است. اين قمر حاوي يک مه غليظ نارنجي رنگ از مولکولهاي آلي پيچيده و يک سامانه آب و هوايي بر پايه متان به جاي آب، همراه با بارانهاي فصلي، دورههاي خشکسالي و تپههاي شني ايجاد شده توسط باد است.
جو آن عمدتا از نيتروژن تشکيل شده است که عنصر شيميايي مهمي در ساخت پروتئينها در تمام اشکال شناخته شده حيات است.
"تايتان" بزرگترين قمر زحل است که در فاصله ۱.۲ ميليارد کيلومتري از خورشيد واقع شده است. تايتان بسيار کندتر از زمين به دور خود ميچرخد، به طوري که يک روز تايتان در حدود ۱۶ روز زمين است. تايتان از نظر ميزان جرم، يازدهمين جسم پرجرم در منظومه شمسي است.
اين قمر در ۲۵ مارس ۱۶۵۵ توسط "کريستين هويگنس" هلندي کشف شد. تايتان توسط چشم غيرمسلح قابل رؤيت نيست، ولي ميتوان آن را توسط تلسکوپهاي آماتوري يا حتي برخي دوربينهاي دو چشمي قوي مشاهده نمود. تايتان تنها قمري است که داراي اتمسفر غليظ بوده و تنها جرمي غير از زمين است که داراي منابع اثبات شده سطحي مايع است. تايتان غالبا قمري با مشخصات سياره خوانده ميشود. تايتان دومين قمر بزرگ در منظومه شمسي است. جو تايتان غالباً از نيتروژن است با اين حال داراي متان و اتان نيز هست. وجود باد و باران سطحي تايتان را به شکلي مشابه سطح زمين تبديل کرده است. ماهوارههاي زيادي وجود زيست يا مراحل ابتدايي پيدايش شرايط پيشازيستي در تايتان را مورد کاوش قرار دادهاند.
تايتان داراي جوي نسبتاً فشرده و شبيه به زمين در دوران شکلگيري آن است. اما با توجه به سرماي شديد (منفي ۱۸۰ درجه سانتيگراد) در قمر تايتان، وجود زيست از نوع زميني در آن بعيد به نظر ميرسد. نگارههاي کاوشگر "کاسيني" ناسا از وجود درياچهاي حاوي هيدروکربن مايع مانند متان در تايتان حکايت دارد.
در زير سطح تايتان، ترکيباتي از آب و آمونياک وجود دارد. اين اقيانوس زيرسطحي در حقيقت يک لايه مايع است که محتوي ترکيباتي از آب يا آب و آمونياک است و در ژرفاي بين ۱۰۰ تا ۲۰۰ کيلومتري از سطح تايتان قرار گرفتهاست. ساختار دروني تايتان از يک لايه يخي تشکيل شده است که از هسته سنگي آن از طريق يک لايه مايع جدا شده است. اين ويژگي موجب ميشود که سطح جامد تايتان از بادهاي فصلي حاضر در اتمسفر آسيب نبيند.
مشاهدات راداري، وجود رودخانهها و درياچههاي متان و اتان مايع و احتمال وجود "يخفشانها"(cryovolcanoes) را تاييد کرده است. "يخفشان" مانند آتشفشان است که به جاي گدازه، آب مايع فوران ميکند. اين نشان ميدهد که "تايتان" مانند "اروپا" و "انسلادوس" داراي ذخاير آب مايع در زير سطح خود است.
يخفشان يا آتشفشان يخ يک فوران آتشفشانوار مواد فرار مانند آب، آمونياک يا متان است که در شرايطي به جاي سنگ مذاب، اين مواد بهصورت گاز يا مايع و بخار به بيرون پرتاب ميشوند. پس از فوران، اين يخ گدازهها در اثر دماي بسيار پايين پيرامون يخفشان بهزودي متراکم و به شکل جامد در ميآيند. يخفشانها در ماههاي يخي و شايد هم در جرمهاي آسماني مانند جرمهاي موجود در کمربند کوئيپر پديد ميآيند.
انرژي مورد نياز براي ذوب يخ و توليد يخفشان معمولاً از اصطکاک جزر و مدي بهوجود ميآيد. همچنين ممکن است که سپردههاي شفاف از مواد منجمد بتواند با ايجاد يک اثر گلخانهاي زير سطحي حرارت مورد نياز را ايجاد و جمعآوري کند.
سياره هاي نزديک خورشيد، سنگي هستند و توليد ماگما مي کنند. اما سياره ها و اقمار پس از مريخ، حاوي مقادير قابل توجهي گاز هستند. آتشفشان در اين بخش از منظومه شمسي معمولاً يخ فشان است و به جاي سنگ هاي مذاب، گاز سرد يا يخ زده مانند آب، آمونياک و متان فوران مي کند.
دماي سطح "تايتان" با توجه به فاصله بسيار زياد آن از خورشيد، منفي ۱۸۰ درجه سانتيگراد است که دمايي بسيار سرد براي آب مايع است. با اين حال، مواد شيميايي فراوان موجود در "تايتان" اين گمانهها را ايجاد کرده است که اشکال زندگي به طور بالقوه با شيمي کاملا متفاوت با ارگانيسمهاي زميني مي تواند در آنجا وجود داشته باشد.