هل توجد حياة في مكان آخر من الكون؟ وإذا كان الأمر كذلك، فكيف يبحث العلماء عنه ويتعرفون عليه؟ إن العثور على حياة خارج الأرض أمر صعب للغاية، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن الكواكب الأخرى بعيدة جدًا وجزئيًا لأننا لسنا متأكدين مما يجب البحث عنه.
ومع ذلك، فقد تعلم علماء الأحياء الفلكية الكثير عن كيفية العثور على الحياة في بيئات خارج كوكب الأرض، وذلك بشكل رئيسي من خلال دراسة كيف ومتى أصبحت الأرض المبكرة صالحة للعيش.
بينما تقوم فرق البحث في وكالة ناسا بتمشيط سطح المريخ مباشرة بحثًا عن علامات الحياة، فإن مجموعتنا البحثية متعددة التخصصات تستخدم موقعًا هنا على الأرض لتقريب الظروف البيئية القديمة على المريخ.
يوجد داخل موقع أحفوري كلاركيا الأوسط للميوسين الأوسط في شمال أيداهو رواسب تحافظ على بعض جزيئات العلامة البيولوجية الأكثر تنوعًا على الأرض، أو المؤشرات الحيوية. هذه هي بقايا الحياة الماضية التي تقدم لمحات عن تاريخ الأرض.
بحيرة قديمة
منذ حوالي 16 مليون سنة، أدى تدفق الحمم البركانية فيما سيصبح يومًا ما إلى كلاركيا بولاية أيداهو إلى سد نظام صرف محلي وإنشاء بحيرة عميقة في واد ضيق شديد الانحدار. على الرغم من أن البحيرة جفت منذ ذلك الحين، إلا أن العوامل الجوية والتآكل والنشاط البشري كشفت عن رواسب قاع البحيرة السابقة.
منذ ما يقرب من خمسة عقود، استخدمت فرق البحث مثل فريقنا – بقيادة الدكتور هونج يانج والدكتور تشين لينج – البقايا الأحفورية والكيمياء الجيولوجية الحيوية لإعادة بناء البيئات السابقة لمنطقة بحيرة كلاركيا ميوسين.
وقد خلق عمق البحيرة الظروف المثالية لحماية البقايا الميكروبية والنباتية والحيوانية التي سقطت في قاع البحيرة. في الواقع، تم الحفاظ على الرواسب بشكل جيد لدرجة أن بعض الأوراق المتحجرة لا تزال تظهر ألوانها الخريفية منذ أن غرقت في الماء منذ ملايين السنين.
اليوم، أصبحت قيعان البحيرات القديمة على الأرض أماكن مهمة للتعرف على البيئات الصالحة للسكن على الكواكب الأخرى.
جزيئات العلامة البيولوجية
تحتوي رواسب بحيرة كلاركيا على مجموعة من المؤشرات الحيوية القديمة. يمكن لهذه المركبات، أو فئات المركبات، أن تكشف عن كيفية عمل الكائنات الحية وبيئاتها في الماضي.
منذ اكتشاف موقع أحفوري كلاركيا في عام 1972، استخدمت فرق بحثية متعددة العديد من التقنيات المتطورة لتحليل المؤشرات الحيوية المختلفة.
بعض تلك الموجودة في كلاركيا تشمل اللجنين، وهو النسيج الداعم الهيكلي للنباتات، والدهون مثل الدهون والشموع، وربما الحمض النووي والأحماض الأمينية.
إن فهم الأصول والتاريخ والعوامل البيئية التي سمحت لهذه البصمات الحيوية بالبقاء محفوظة جيدًا في كلاركيا قد يسمح أيضًا لفريقنا بالتنبؤ بإمكانية الحفاظ على المواد العضوية في رواسب البحيرات القديمة على المريخ.
دراسة توقيعات الحياة على المريخ
في عام 2021، هبطت مركبة Mars Perseverance Rover على قمة رواسب البحيرة في Jezero Crater على المريخ. جيزيرو هي حفرة اصطدام نيزك يعتقد أنها غمرت بالمياه وموطن دلتا نهر قديم. من المحتمل أن الحياة الميكروبية قد عاشت في بحيرة فوهة جيزيرو، ويمكن العثور على مؤشراتها الحيوية في رواسب قاع البحيرة اليوم. وتقوم شركة بيرسيفيرانس بالحفر في سطح الحفرة لجمع عينات يمكن أن تحتوي على علامات قديمة للحياة، بهدف إعادة العينات إلى الأرض في عام 2033.
لدى كلاركيا العديد من أوجه التشابه مع فوهة جيزيرو. يحتوي كل من كلاركيا وفوهة جيزيرو على رواسب بحيرة قديمة مشتقة من الصخور البازلتية الغنية بالسيليكا والتي تشكلت في ظل مناخ يتميز بدرجات حرارة أعلى ورطوبة عالية وأجواء غنية بثاني أكسيد الكربون.
وفي كلاركيا، حافظت هذه الظروف على المؤشرات الحيوية الميكروبية في البحيرة القديمة. ومن الممكن أن تكون إعدادات مماثلة قد شكلت بحيرات على سطح المريخ.
تحتوي العينات التي تجمعها شركة بيرسيفيرانس على التاريخ الجيولوجي والمناخي لموقع هبوط جيزيرو كريتر، وقد تحتوي أيضًا على مؤشرات حيوية محفوظة للحياة القديمة.
بينما تواصل بيرسيفيرانس مهمتها، تقوم مجموعتنا بوضع معايير للتوثيق الجزيئي الحيوي. وهذا يعني أننا نعمل على تطوير طرق لمعرفة ما إذا كانت المؤشرات الحيوية القديمة من الأرض، ونأمل من المريخ، هي أصداء حقيقية للحياة – وليست تلوثًا حديثًا أو جزيئات من مصادر غير حية.
وللقيام بذلك، نقوم بدراسة المؤشرات الحيوية من أوراق ورواسب كلاركيا الأحفورية ونقوم بتطوير تجارب معملية باستخدام محاكاة المريخ. تحاكي هذه المادة الخصائص الكيميائية والفيزيائية لرواسب بحيرة جيزيرو كريتر.
ومن خلال فك رموز المصادر والتاريخ والحفاظ على المؤشرات الحيوية المرتبطة برواسب بحيرة كلاركيا القديمة، نأمل في تطوير استراتيجيات جديدة لدراسة عينات مركبة بيرسيفيرانس روفر بمجرد عودتها إلى الأرض.
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات جديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتب بواسطة: روبرت باتالانو، جامعة براينت
اقرأ أكثر:
يتلقى روبرت باتالانو تمويلًا من برنامج المنح الفضائية التابع لناسا رود آيلاند.