اخبار فناوری، اخبارتکنولوژی، اخبار علمی و پزشکی، شبکه های اجتماعی، کسب و کار و استارتاپ ها

متان در تکه های قمر زحل Enceladus: علائم احتمالی زندگی؟

0

توده های غول پیکر آب که از انسلادوس فوران می کنند ، مدتهاست دانشمندان و علاقمندان نجوم را مجذوب خود کرده است ، و تحقیقات و گمانه زنی ها را در مورد اقیانوس وسیعی که تصور می شود بین هسته سنگی قمر و پوسته یخی آن قرار دارد ، القا می کند. فضاپیمای کاسینی با پرواز از میان ستونها و نمونه برداری از ترکیبات شیمیایی خود ، غلظت نسبتاً زیادی از مولکولهای خاص مرتبط با منافذ هیدروترمال در کف اقیانوسهای آن ، به ویژه دی هیدروژن ، متان و دی اکسید کربن را کشف کرد. میزان متان یافت شده در این بوته ها واقعا غیرمنتظره بود.

رجیس فریره( Regis Ferriere) دانشیار گروه بوم شناسی و زیست شناسی تکاملی دانشگاه آریزونا و یکی از دو نویسنده اصلی مطالعه می گوید : “ما می خواستیم بدانیم: آیا میكروبهای شبیه زمین كه دی هیدروژن را” می خورند و متان تولید می كنند ، می توانند مقدار بسیار متان شناسایی شده توسط كاسینی را در قمر زحل توضیح دهند؟ جستجوی چنین میکروب هایی ، که به عنوان متانوژن شناخته می شوند ، در کف دریا انسلادوس به ماموریت های غواصی عمیق بسیار چالش برانگیزی نیاز دارد که برای چندین دهه قابل دسترسی نیست.”

اما فری یره و تیمش مسیری متفاوت و آسان تر را طی کردند: آنها مدل های ریاضی را برای محاسبه احتمال اینکه فرایندهای مختلف ، از جمله متانوژنز بیولوژیکی ، داده های کاسینی را توضیح دهند ، ساختند.

نویسندگان با استفاده از مدل های جدید ریاضیاتی که ژئوشیمی و زیست محیطی میکروبی را با هم ترکیب می کنند ، داده های کاسینی را تجزیه و تحلیل می کنند و فرایندهای ممکن را که به بهترین وجه مشاهدات را توضیح دهند ، مدل می کنند. آنها نتیجه گرفتند که داده های کاسینی یا با فعالیت دریچه گرمابی میکروبی سازگار است ، یا با فرایندهایی که اشکال حیاتی را شامل نمی شوند اما متفاوت از موارد شناخته شده روی زمین هستند.

در زمین ، فعالیت هیدروترمال هنگامی رخ می دهد که آب دریاهای سرد به دریای اقیانوس نفوذ کرده ، از میان سنگ زیرین آن گردش کرده و از کنار یک منبع حرارتی قبل از اینکه دوباره از طریق دریچه های گرمابی به داخل آب خارج شود، مانند یک محفظه ماگما عبور می کند ، . در کره زمین ، متان می تواند از طریق فعالیت گرمابی تولید شود ، اما با سرعت کم. بیشتر تولید به دلیل وجود میکروارگانیسم هایی است که عدم تعادل شیمیایی دی هیدروژن تولید شده به روش گرمابی را به عنوان منبع انرژی مهار می کنند و در فرآیندی به نام متانوژنز از دی اکسید کربن متان تولید می کنند.

این تیم ترکیب ستون انسلادوس را به عنوان نتیجه نهایی چندین فرآیند شیمیایی و فیزیکی در داخل قمر مشاهده کردند. در ابتدا ، محققان ارزیابی کردند که چه تولید هیدروترمال دی هیدروژن برای مشاهدات کاسینی مناسب تر است و آیا این تولید می تواند “غذای” کافی برای حفظ جمعیت متانوژن های هیدروژنوتروفیک مانند زمین فراهم کند. برای انجام این کار ، آنها مدلی برای پویایی جمعیت یک متانوژن هیدروژنوتروفیک فرضی ایجاد کردند ، که تو رفتگی در حرارت و انرژی آن پس از سویه های شناخته شده از زمین الگوبرداری شده بود.

محققین سپس این مدل را اجرا کردند تا ببینند آیا یک مجموعه شرایط خاص شیمیایی مانند غلظت دی هیدروژن در مایع هیدروترمال و دما می تواند محیط مناسبی برای رشد این میکروب ها فراهم کند یا نه. آنها همچنین بررسی کردند که یک جمعیت میکروبی فرضی چه تاثیری برای مثال ، بر میزان فرار دی هیدروژن و متان در ستون بر محیط آن خواهد گذاشت؟

نتایج نشان می دهد که حتی بالاترین برآورد ممکن از تولید متان غیر زنده – یا تولید متان بدون کمک بیولوژیکی – بر اساس شیمی هیدروترمال شناخته شده ، برای توضیح غلظت متان اندازه گیری شده در ستونها کافی نیست. با این وجود افزودن متانوژنز بیولوژیکی به مخلوط می تواند به اندازه کافی متان تولید کند تا با مشاهدات کاسینی مطابقت داشته باشد.

 فری یره گفت: “بدیهی است که ما نتیجه نمی گیریم که زندگی در اقیانوس انسلادوس وجود دارد.” “در عوض ، ما می خواستیم درک کنیم که چقدر ممکن است منافذ هیدروترمال انسلادوس برای میکروارگانیسم های زمین قابل سکونت باشد.

وی افزود: “اما به نظر می رسد متانوژنز بیولوژیکی با داده ها سازگار باشد. به عبارت دیگر ، ما نمی توانیم” فرضیه زندگی “را بعنوان بسیار محتمل کنار بگذاریم. برای رد فرضیه زندگی ، ما به داده های بیشتری از ماموریت های آینده احتیاج داریم.”

نویسندگان امیدوارند که مقاله آنها راهنمایی برای مطالعاتی با هدف درک بهتر مشاهدات انجام شده توسط کاسینی باشد و این تحقیقات را تشویق می کند تا فرآیندهای غیر زنده را توضیح دهد که می تواند به اندازه کافی متان برای توضیح داده ها تولید کند.

به عنوان مثال ، متان می تواند از تجزیه شیمیایی مواد آلی اولیه باشد که ممکن است در هسته انسلادوس وجود داشته باشد و از طریق فرآیند هیدروترمال می تواند تا حدی به دی هیدروژن ، متان و دی اکسید کربن تبدیل شود. فریره توضیح داد این فرضیه بسیار معقول و منطقی است اگر معلوم شود انسلادوس از طریق تجمع مواد غنی از مواد آلی تأمین شده توسط ستاره های دنباله دار تشکیل شده است.

به گفته نویسندگان ، پیشرفت بسیار امیدوارکننده مقاله در روش آن نهفته است ، زیرا این مقاله فقط به سیستم های خاصی مانند اقیانوس های داخلی قمرهای یخی محدود نمی شود و راه مقابله با داده های شیمیایی سیارات خارج از منظومه شمسی را به محض تبدیل شدن به آنها ، هموار می کند.

لیست کاملی از نویسندگان و اطلاعات آن را می توان در مقاله “تجزیه و تحلیل بیزی از داده های ستون انسلاادوس برای ارزیابی متانوژنز” در شماره 7 ژوئیه نجوم طبیعت یافت.

لینک کوتاه : https://bittly.ir/iGOu QR:  متان در تکه های قمر زحل Enceladus: علائم احتمالی زندگی؟

پیام بگذارید