کانی‌های سیاره‌ سرخ به زیست‌پذیری آن در گذشته اشاره می‌کنند

* خودروی کنجکاوی ناسا همچنان سرگرم بالا رفتن از کوه لایه لایه‌ی شارپ روی سیاره‌ی بهرام (مریخ) است تا به شواهدی دست یابد که چگونگی تغییرات دریاچه‌های باستانی و محیط‌های نمناک زیرزمینی در درازنای چند میلیارد سال و پدید آمدن محیط شیمیاییِ گونه‌گونی که بر زیست‌پذیری آن تاثیر گذاشت را نشان می‌دهند.
این جفت تصویر یک نقطه از دهانه‌ی گیل را در دو زمان گوناگون نشان می‌دهند: اکنون (چارچوب پایین) و میلیاردها سال پیش (چارچوب بالا). آب با پیشروی در زیر سطح، به همراه آب روی سطح در رودها و دریاچه‌های باستانی، شرایط مناسبی را برای زندگی میکروبی فراهم کرده بودند، گرچه بود و نبود خود زندگی در گذشته‌ی بهرام هنوز روشن نیست.
هماتیت، کانی‌های رس و عنصر بور از جمله‌ی موادیست که در لایه‌های بالاتر کوه شارپ فراوان‌تر از لایه‌های کهن‌ترِ پایینی هستند که پیش از این توسط کنجکاوی بررسی شده بودند. دانشمندان در تلاشند با بررسی این تفاوت‌ها و دیگر تغییراتِ دیده شده، آگاهی‌هایی درباره‌ی شرایطی که در زمان ته‌نشست این مواد بوده، و این که بعدها تاثیر آب‌های زیرسطحی بر جابجایی و تغییر همنهش این مواد چه بوده به دست آورند.

تاثیر حرکت این آب زیرسطحی بیش از همه در رگه‌های کانی آشکار است. این رگه‌ها زمانی تشکیل شده‌اند که ترک‌های درون لایه‌ها با مواد شیمیایی محلول در آب‌های زیرسطحی پر شدند. این آب به کمک محلول‌های درونش با سنگ‌هایی که این رگه‌ها را در بر داشتند نیز واکنش انجام داده و در نتیجه همنهش شیمیاییِ هم سنگ‌ها و هم خود آب دگرگون شد.

جان گراتزینگر از کلتک در پاسادنای کالیفرنیا می‌گوید: «همنهش مواد در ارتفاع‌های گوناگون تفاوت بسار زیادی دارد و این یک بُرد برای ماست.» گراتزینگر و دیگر اعضای گروه علمی کنجکاوی روز پنجشنبه، ۱۳ دسامبر گزارش یافته‌های تازه‌ی خود را در نشست پاییزی انجمن ژئوفیزیک آمریکا در سن فرانسیسکو ارایه کردند. هر چه خودرو لایه‌های بالاتری را بررسی می‌کند، پژوهشگران از پیچیدگی محیط‌های دریاچه‌ای در زمان ته‌نشست کانی‌های رسی، و همچنین پیچیدگی برهمکنش آب زیرسطحی پس از دفن شدن ته‌نشست‌ها بیشتر شگفت‌زده می‌شوند.

"رآکتور شیمیایی"
گراتزینگر می‌گوید: «یک حوضه‌ی ته‌نشستی مانند این، یک رآکتور شیمیایی است. عنصرها آرایشی دوباره می‌یابند. کانی‌های تازه‌ پدید می‌آیند و کانی‌های قدیمی حل می‌شوند. الکترون‌ها دوباره توزیع می‌شوند. روی زمین، این واکنش‌ها پشتیبان زندگی هستند.»
این عکس توسط دوبین ماستکم (Mastcam) خودروی کنجکاوی گرفته شده و در پیش‌زمینه‌اش سنگ‌های بنفش‌فامی نزدیک آخرین جایگاه خودرو در سال ۲۰۱۶ دیده می‌شود. مقصدهای بعدی خودرو کمی دورتر دیده می‌شوند. تفاوت رنگ سنگ‌ها نشانگر تفاوت در همنهش (ترکیب) آنها در پایه‌ی کوه شارپ است. تصویر بسیار بزرگ‌تر (۳ مگابایت)
این که سیاره‌ی بهرام در گذشته موجود زنده‌ای داشته یا نه هنوز روشن نیست و تاکنون هیچ شواهد قانع کننده‌ای برای آن یافته نشده. در سال ۲۰۱۲ که خودروی کنجکاوی بر سطح گودال گیل بهرام فرود آمد، هدف اصلی‌اش تعیین این بود که آیا منطقه‌ی این گودال در گذشته شرایط مناسب برای زیست میکروبی را داشته یا نه.

تمرکز دانشمندان بر کاوش لایه‌های زمین‌شناختی برون‌زده در پایه‌ی کوه مرکزی این دهانه، یعنی کوه شارپ است. این برونزَدها امکان دسترسی به سنگ‌هایی را به کنجکاوی داده‌اند که شرایط محیطی روزگاران آغازین سیاره را در خود ثبت کرده‌اند و هر لایه از لایه‌ی زیرش جوان‌تر است. کنجکاوی در نخستین سال ماموریتش توانست دریابد که در این گودال دریاچه‌ای بوده که اجزای مواد کلیدی مورد نیاز، و همچنین انرژی شیمیایی برای زندگی را در خود داشته. اکنون این خودرو دارد از کوه شارپ بالا می‌رود تا چگونگی تغییرات شرایط محیطی باستانی در گذر زمان را بررسی کند.

دستیار پروژه‌ی کنجکاوی، جوی کریسپ از آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در پاسادنای کالیفرنیا می‌گوید: «ما بر روی لایه‌هایی هستیم که دلیل اصلی گزینش دهانه‌ی گیل به عنوان جایگاه فرود کنجکاوی بوده‌اند. ما اکنون می‌خواهیم همزمان با بالا رفتن خودرو از کوه شارپ، مته‌کاری و نمونه‌برداری‌هایی را در فاصله‌های منظم انجام دهیم. ما از پیش هدف‌های مته‌کاری‌هایمان را بر پایه‌ی ویژگی‌های خاص هر نقطه انتخاب کرده‌ایم. اکنون که داریم به طور پیوسته از لایه‌های پرضخامت پایه‌ی کوه بالا می‌رویم، انجام یک رشته نمونه برداری به ما تصویری کامل خواهد داد.»

چهار نقطه‌ی نمونه‌برداری آخر، از "اودام" در ماه ژوئن تا "سبینا" در ماه اکتبر، هر یک حدود ۲۵ متر با هم تفاوت ارتفاع داشتند. این الگوی سربالایی به گروه دانشمندان اجازه داد تا از لایه‌های پیوسته جوان‌تری که تاریخ محیط باستانی کوه شارپ را آشکار کرده‌اند نمونه بردارند.
این رشته نمودارها همنهش کانی‌های گِلسنگ در ۱۰ نقطه که کنجکاوی از ۲۰۱۳ تا ۲۰۱۶ نمونه‌برداری کرده را نشان می‌دهد. تغییرات کانی‌شناختی در این گلسنگ‌ها به یکی یا همه‌ی این عوامل ربط داشته باشد: سرچشمه‌ی مواد ته‌نشسته توسط آب دریاچه، فرآیندهای ته‌نشینی و سنگ‌سازی، و چگونگی تغییرات بعدی سنگ‌ها. تصویر بزرگ‌تر
محیط‌های دگرگون‌شونده
یک سرنخ برای تغییرات شرایط باستانی، کانی هماتیت است. در نمونه‌برداری‌های اخیر کنجکاوی، در مقایسه با جایی که نخستین بار ته‌نشست‌های بستر دریاچه یافته شده بود، هماتیت جایگزین مگنتیت که کمتر اکسیده است به عنوان اکسید آهن عمده‌ی سنگ‌ها شده است. توماس بریستاو از مرکز پژوهشی ایمز ناسا در مافت فیلد کالیفرنیا می‌گوید: «هر دو نمونه‌ها گِل‌سنگ‌های ته‌نشسته در کف یک دریاچه هستند، ولی هماتیت می‌تواند نشانگر شرایط گرم‌تر، یا واکنش‌های بیشتر میان جو و ته‌نشست‌ها باشد.»

کنش‌ شیمیایی با یک شیب انجام می‌شود که بر پایه‌ی توانایی اجزای شیمیایی در گرفتن یا دادن الکترون است. دادوستد الکترون در این شیب می‌تواند انرژی موردنیاز زندگی را فراهم کند. افزایش هماتیت نسبت به مگنتیت نشانگر یک تغییر محیطی در جهت الکترون‌گیری شدیدتر است که باعث افزایش درجه‌ی اکسایش در آهن می‌شود.

ماده‌ی دیگری که در سنجش‌های تازه‌ی کنجکاوی افزایش یافته، عنصر بور است که دستگاه لیزرافکن شیمی و دوربین خودرو (شمکم، ChemCam) در رگه‌های کانی که به طور عمده سولفات کلسیم هستند یافته. پاتریک گزدا از آزمایشگاه ملی لوس آلاموس نیومکزیکو می‌گوید: «هیچ یک از کاوشگرهای پیشین در سیاره‌ی سرخ عنصر بور را نیافته بودند. ما در چند ماه گذشته بیننده‌ی افزایشی شدید در بور درون رگه‌های کانی که بررسی شده بوده‌ایم.» دستگاه شمکم بسیار دقیق و حسمند است: بور حتی در سطح افزایش یافته هم تنها حدود یک دهم درصد همنهش سنگ را تشکیل می‌دهد.

سامانه‌ی پویا
بور به بودن در جاهای خشکی مشهور است که آب بسیاری را از راه تبخیر از دست داده‌اند- به بوره‌هایی فکر کنید که گروه مول از حفاری در دره‌ی مرگ در آمریکا به دست آورد. ولی مفهوم محیطی این مقدار اندک بور که کنجکاوی یافته به اندازه‌ی مفهموم محیطی هماتیت سرراست نیست.
این رگه‌ی کانی بالاترین میزان بور که تاکنون کنجکاوی روی بهرام اندازه‌ گرفته را در بر دارد. این رگه "کاتابولا" نام گرفته و کنجکاوی روز ۲۵ اوت ۲۰۱۵ آن را بررسی کرد. تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر
دانشمندان دستکم دو سرچشمه‌ی احتمالی برای بوری که آب‌های زیرسطحی در رگه‌ها به جای گذاشته در نظر گرفته‌اند. شاید تبخیر یک دریاچه باعث پیدایش ته‌نشست‌های دارای بور در یک لایه‌ی بالایی که کنجکاوی هنوز به آن نرسیده است شده بوده. بعدها آب دوباره بور را حل کرد و از میان شکاف‌های آن لایه، به لایه‌های کهن‌ترِ پایینی رساند و در آنجا به همراه کانی‌های دیگر شکاف‌ها را پر کرد و این رگه‌ها را ساخت. شاید هم دگرگونی‌ها در شیمی ته‌نشست‌های رس-دار، مانند همین افزایشی که در هماتیت دیده شده، بر چگونگی دریافت بور و پس دادن آن به ته‌نشست‌های محیطی توسط آب سطحی اثر گذاشته بوده.

گراتزینگر می‌گوید: «تغییرات این کانی‌ها و عنصرها نشانگر وجود یک سامانه‌ی پویا هستند. آنها با آب‌های زیرسطحی و همچنین آب‌های روی سطح واکنش انجام داده‌اند. آب بر شیمی ته‌نشست‌ها اثر می‌گذارد ولی همنهش خودش هم تغییر می‌کند. ما اینجا پیچیدگی‌های شیمیایی را می‌بینیم که نشان‌دهنده‌ی تاریخ بلند کنش و واکنش با آب است. هر چه شیمی پیچیده‌تر باشد، برای زیست‌پذیری بهتر است. بور، هماتیت و کانی‌های رسی، جابجایی‌پذیری عنصرها و الکترون‌ها را ساده‌تر می‌کنند، و این برای زندگی چیز خوبی است.»

--------------------------------------------
به کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان بپیوندید:

واژه نامه:
NASA - Curiosity rover - microbial life - hematite - clay mineral - boron - sediment - mineral vein - John Grotzinge - Caltech - Pasadena - California - San Francisco - American Geophysical Union - sediment - chemical reactor - electron - Earth - Mars - Gale Crater - microbe - crater - Mount Sharp - Deputy Project Scientist - Joy Crisp - Jet Propulsion Laboratory - Pasadena - Oudam - Sebina - oxidized - magnetite - iron oxide - mudstone - Thomas Bristow - Ames Research Center - Moffett Field - Chemistry and Mineralogy - CheMin - oxidation - iron - laser- Chemistry and Camera - ChemCam - calcium sulfate - Patrick Gasda - U.S. Department of Energy - Los Alamos National Laboratory - Los Alamos - New Mexico - Catabola - borax - Death Valley - habitability

منبع: nasa

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه