لا ، ليس للطهي من المزرعة إلى المائدة. الملح العضوي هو عنصر أساسي في البحث عن دليل على وجود حياة على الكواكب خارج الأرض.
تستكشف العربة الجوالة Gale Crater ، ربما موقع بحيرة قديمة ، منذ عام 2012. وبدأت في تسلق جبل Sharp الذي يبلغ ارتفاعه 3 أميال ، والذي يقع في وسط فوهة البركان ، في عام 2014.
بدأت المهمة بأهداف تحديد ما إذا كانت الظروف على المريخ قد دعمت الحياة على الإطلاق بالإضافة إلى خصائص مناخ وجيولوجيا المريخ. قام Curiosity بمعظم ما تم تصميمه للقيام به ، ولكنه الآن كذلك تدخل مرحلة جديدة مثيرة للاهتمام: التحقيق في التحول الذي حدث على المريخ منذ مليارات السنين.
ساعدت الأدلة المستقاة من البعثات الآلية إلى المريخ ، وكذلك المركبات المدارية التي تدور حول الكوكب الأحمر ، العلماء في تحديد أن هذا المكان كان على الأرجح مكانًا أكثر دفئًا ورطوبة منذ حوالي 4 مليارات سنة. هذا إلى أن يتسبب عامل حفاز في فقدان المريخ لمعظم غلافه الجوي وتحويله إلى صحراء متجمدة منذ حوالي 3 مليارات سنة.
قضى كيوريوسيتي معظم وقته في السنوات الأخيرة في دراسة طبقات الصخور الغنية بالطين على جبل شارب. الآن هو يتحرك عبر منطقة تصبح فيها الصخور مالحة ومليئة بمعادن الكبريتات ، وفقًا لأبيجيل فرايمان ، العالمة المساعدة في Project Curiosity في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا. تتم إدارة مهمة كيوريوسيتي من قبل طاقم المختبر الموجود في باسادينا ، كاليفورنيا.
يشير وجود الصخور الحجرية إلى أنها تشكلت عندما كان الماء موجودًا على الكوكب. تشير المعادن الكبريتية إلى أن هذه المياه كانت تتبخر أو أصبحت أكثر حمضية.
هذا يعني أن كيوريوسيتي تمر بشكل أساسي بمكان حدث فيه هذا الانتقال من الرطب إلى الجاف على سطح المريخ ، بحيث يمكنه مراقبة آثار هذا التغير المناخي القديم بشكل مباشر.
دليل رئيسي
لا يمكن للأملاح العضوية المتبقية على المريخ أن تقدم دليلاً على وجود الماء واختفائه فحسب ، بل تعمل أيضًا كبصمات كيميائية لمركبات عضوية قديمة. من المرجح أن تعيش على المريخ أكثر بكثير من الجزيئات القديمة ، والتي كانت ستصبح أكثر هشاشة.
قد تضيف الأملاح العضوية مزيدًا من الوزن إلى فكرة أن المادة العضوية كانت موجودة على سطح المريخ ، لكنها تضيف أيضًا إلى فكرة أن المريخ ربما لا يزال صالحًا للسكن اليوم. على الأرض ، يمكن لبعض أشكال الحياة استخدام الأملاح العضوية لإنتاج الطاقة.
قال جيمس إم تي لويس ، عالم الكيمياء الأرضية العضوية في وكالة ناسا: “إذا قررنا أن هناك أملاحًا عضوية مركزة في أي مكان على سطح المريخ ، فسنرغب في دراسة هذه المناطق بشكل أكبر ، ومن الناحية المثالية حفر أعمق تحت السطح حيث يمكن الحفاظ على المادة العضوية بشكل أفضل”. مركز جودارد لرحلات الفضاء في جرينبيلت بولاية ماريلاند في بيان.
على الرغم من وجود هذه الأملاح مباشرة على سطح المريخ ، إلا أنها كانت موجودة منذ مليارات السنين. يعني الغلاف الجوي الرقيق على كوكب المريخ أن الأملاح تعرضت لإشعاع قوي بمرور الوقت ، مما قد يؤدي إلى تكسير المواد العضوية.
قام الباحثون بتحليل البيانات من إحدى أدوات Curiosity الموجودة على متن الطائرة والتي تسمى SAM ، أو تحليل العينة في المريخ. هذا المختبر الكيميائي الشبيه بالفرن داخل بطن المسبار يشير بشكل غير مباشر إلى وجود أملاح عضوية على المريخ.
ما لا تستطيع SAM هو تقديم دليل مباشر. عندما تقوم الأداة بتسخين عينات التربة والصخور المريخية التي تم جمعها بواسطة المسبار ، يتم إطلاق الغازات التي يمكن استخدامها لتحديد تكوين العينات.
عندما يتم تسخين الأملاح العضوية ، فإنها تطلق غازات بسيطة فقط. يمكن أن تكون مرتبطة بمكونات أخرى من تربة المريخ.
يمكن للعلماء استخدام البيانات التي يرسلها كيوريوسيتي إلى الأرض لإعادة تكوين تركيبة شظايا الصخور والتربة على المريخ ، مما يخلق صورة أكبر لما بدا عليه الكوكب منذ مليارات السنين.
قال لويس: “نحاول كشف بلايين السنين من الكيمياء العضوية ، وفي هذا الملف العضوي ، قد يكون هناك الثمن النهائي: إثبات أن الحياة كانت موجودة على الكوكب الأحمر”.
على سبيل المثال ، ساعد SAM الباحثين في تأكيد وجود جزيئات عضوية على المريخ تحتوي على الكربون ، وهو أمر ضروري للحياة كما نفهمها.
“حقيقة أن هناك مواد عضوية محفوظة في الصخور عمرها 3 مليارات سنة ، ووجدناها على السطح ، هي علامة واعدة جدًا على أننا قد نكون قادرين على استخراج المزيد.” معلومات من عينات محفوظة بشكل أفضل تحت السطح ، قالت جينيفر إل إيجنبرود ، عالمة الأحياء الفلكية في وكالة ناسا في جودارد والتي عملت على دراسة الكربون وآخر بحث مع لويس ، في بيان.
البحث عن الملح
لدى كيوريوسيتي مجموعة من الأدوات مخبأة على متنها ، والآن يتحول الباحثون إلى واحدة كأداة مفيدة في البحث عن الملح.
لم تكتشف أداة الكيمياء وعلم المعادن ، أو CheMin ، الأملاح العضوية حتى الآن ، لكن العلماء في وكالة ناسا يعتقدون أنه يمكن ذلك إذا كان هناك ما يكفي منها. سوف يلعب كل من SAM و CheMin دور شركة Curiosity في دخول منطقة جديدة.
يعمل فرن SAM عن طريق تسخين العينات إلى 1800 درجة فهرنهايت (1000 درجة مئوية) أو أعلى. يمكن أن تؤدي درجات الحرارة الحارقة هذه إلى تكسير الجزيئات وإطلاق الغازات.
أراد لويس وفريقه أن يصمموا أنواع الغازات التي يمكن أن تطلقها الأملاح العضوية إذا دخلت فرن SAM ، لذلك أجروا تجربة على الأرض تحاكي صخور المريخ. قام العلماء أيضًا بمحاكاة العينات التي تحتوي على البركلورات. تشتمل هذه الأملاح ، الشائعة على سطح المريخ ، على الكلور والأكسجين. لكن العلماء قلقون من أنه إذا تم تضمين البيركلورات في العينات ، فقد تتداخل مع البحث عن المواد العضوية ، نظرًا لتكوينها.
“عند تسخين عينات المريخ ، يمكن أن تحدث العديد من التفاعلات بين المعادن والمواد العضوية ، مما قد يجعل إنهاء تجاربنا أكثر صعوبة. على المريخ يمكن استخدام هذه المعلومات ، “قال لويس.
كان الفريق قادرًا على إظهار أنه يمكن استخدام CheMin للكشف عن الأملاح العضوية. تستهدف الأداة الأشعة السينية على عينات المريخ لتحديد تركيبها.
في حين أن المسبار المتجول ، الذي يقع على بعد حوالي 2300 ميل (3،701 كيلومتر) ، ليس لديه أي أداة قادرة على اكتشاف الأملاح العضوية ، فإن المساعدة ستكون في طريقها العام المقبل.
سيتمكن المسبار ExoMars التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، والذي تم إطلاقه في عام 2022 ، من البحث عن عينات تحت سطح المريخ ، حيث يمكنه حفر ما يصل إلى 6.5 قدم (2 متر) في الأرض. ستحمل أداة تم تطويرها في Goddard قادرة على تحليل كيمياء التربة.
والمثابرة هي مجرد الخطوة الأولى في عملية سترسل في النهاية عينات مريخية نقية إلى الأرض في ثلاثينيات القرن الحالي ، والتي قد لا تتضمن فقط أدلة على الأملاح العضوية ، ولكن أيضًا أحافير تنتمي إلى الحياة الميكروبية القديمة. .
