این مطالعه، یک مسیر شیمیایی را نشان می دهد که از طریق آن محیط اسیدی سیاره زهره خنثی می شود. آیا امکان سکونت در ابرهای سیاره زهره وجود دارد؟ فکر می کنیم این مسیر شیمیایی می تواند یک مکان قابل سکونت در ابرهای سیاره زهره ایجاد کند.
زهره از اتمسفر غلیظی از دی اکسید کربن و سطحی آنقدر داغ که سرب را نیز ذوب می کند، تشکیل می شود. این سیاره همانند یک کویر سوخته و خفه کننده است که امکان زندگی به آن صورت که ما می‌شناسیم، در آن وجود ندارد. ابرهای این سیاره نیز غیرقابل سکونت هستند و سیاره با قطراتی از اسید سولفوریک قوی که پوست را می‌سوزاند، پوشانده شده است. درواقع این مطالعه از یک ایده قدیمی حمایت می کند که اگر زندگی در خارج از کره زمین وجود داشته باشد، ممکن است در ابر های زهره باشد.
خب حالا داستان چیه؟
نویسندگان این مطالعه از موسسه فناوری ماساچوست، دانشگاه کاردیف و دانشگاه کمبریج هستند. آن ها یک مسیر شیمیایی را شناسایی کردند که حیات می‌تواند محیط اسیدی زهره را خنثی کند و یک مکان قابل سکونت در ابرها ایجاد کند.
دانشمندان مدت‌هاست که در اتمسفر زهره ناهنجاری های مبهمی را مشاهده می کنند. مانند غلظت های کوچک اکسیژن و ذرات غیر کروی بر که در تضاد با قطرات گرد اسید سولفوریک هستند. البته توضیح قطرات گرد اسید سولفوریک نیز برای ما دشوار است. شاید مجهول ترین موضوع وجود آمونیاک باشد، گازی که به طور آزمایشی و با تردید در دهه 1970 شناسایی شد. طبق کلیه گزارش ها این ماده نباید از طریق هیچ فرآیند شیمیایی شناخته شده ای در زهره تولید شود.
روش تحقیقاتی این تیم
شروع تحقیقات
محققان در این مطالعه، مجموعه‌ای از فرآیندهای شیمیایی را مدل سازی کردند. هدف از این کار، پی بردن به وجود آمونیاک در اتمسفر زهره بود. در صورت وجود آمونیاک، این گاز مجموعه‌ای از واکنش‌های شیمیایی را ایجاد می‌کند که قطرات اسید سولفوریک اطراف را خنثی می‌کند. همچنین می‌تواند بسیاری از ناهنجاری‌های مشاهده شده در ابر های زهره را توضیح دهد. در مورد منبع آمونیاک، نویسندگان پیشنهاد می کنند که منطقی ترین توضیح، وجود منشأ بیولوژیکی است. منبعی غیربیولوژیکی مانند رعد و برق یا فوران‌های آتشفشانی نمی تواند منشا این موضوع باشد.
این فرضیه جدید و وسوسه‌انگیز قابل آزمایش است. محققان فهرستی از نشانه های شیمیایی را برای مأموریت های آینده تهیه کردند تا در ابر های زهره اندازه گیری شوند. با این کار ایده آن ها، تأیید یا رد می شود.
سارا سیگر، یکی از نویسندگان این مطالعه و استاد موسسه فناوری ماساچوست می‌گوید: « هیچ حیات شناخته شده ای نمی‌تواند در قطرات اسیدی زهره زنده بماند. اما نکته قابل تامل اینجاست که ممکن است، حیات در همین محیط ناسازگار وجود داشته باشد. همچنین بتواند محیط خود را به شکلی تغییر دهد که قابل زیست شود.»
احتمال وجود حیات
سال گذشته، زمانی که دانشمندانی از جمله سیگر و همکارانش، کشف فسفین در ابر های سیاره گزارش کردند، «زندگی در زهره» یک عبارت پرطرفدار شد. روی زمین، فسفین گازی است که عمدتاً از طریق برهمکنش های بیولوژیکی تولید می شود. کشف فسفین در سیاره زهره فضایی را برای امکان حیات باقی می گذارد. با این حال، از آن زمان تاکنون، این کشف به طور گسترده مورد بحث قرار دارد. سیگر می‌گوید: «تشخیص فسفین بسیار بحث‌برانگیز شد. اما فسفین باعث شد بار دیگر، پژوهشگران این سیاره را مطالعه کنند.»
ادامه تحقیقات
پل ریمر، نویسنده دیگر این مطالعه جدید، شروع به بررسی نتایج ماموریت های گذشته در زهره کرد. در این داده ها، او ناهنجاری ها یا آثار شیمیایی را در ابر ها شناسایی کرد که برای دهه ها توضیح برای آن ها نبود. علاوه بر حضور اکسیژن و ذرات غیر کروی، ناهنجاری ها شامل سطوح بالایی از بخار آب و دی اکسید گوگرد نیز می شوند.
ریمر گفت، ممکن است گردوغبار توضیحی برای این ناهنجاری باشد. او استدلال می‌کرد، مواد معدنی که از سطح زهره به داخل ابر ها رفته‌اند، می‌توانند با اسید سولفوریک برهمکنش داشته باشند. در نهایت برخی از ناهنجاری های مشاهده شده را ایجاد کنند.
اگرچه این موضوع از نظر شیمیایی مورد تایید بود اما از لحاظ فیزیکی امکان پذیر نبود. برای مثال باید مقدار زیادی گرد و غبار به داخل ابرها برود تا این ناهنجاری ها تشکیل شوند.
سیگر و همکارانش فکر کردند که آیا می توان این ناهنجاری ها را با آمونیاک توضیح داد. در دهه 1970، این گاز به طور آزمایشی در ابرهای سیاره زهره توسط کاوشگرهای Venera 8 و Pioneer Venus شناسایی شد. وجود آمونیاک یا NH3 همچنان به عنوان یک معمای بدون جواب باقی بود.
سیگر می گوید: آمونیاک نباید روی زهره وجود داشته باشد زیرا هیدروژن به آن متصل است و هیدروژن بسیار کمی در اطراف وجود دارد. هر گازی که به بافت محیطی خود تعلق نداشته باشد، خود به خود مشکوک است که توسط حیات ساخته شده باشد.
اگر تیم فرض کند که حیات منبع آمونیاک است، آیا این قضیه می تواند ناهنجاری های دیگر را در ابر های زهره را توضیح دهد؟ محققان در جستجوی پاسخ این سوال، مجموعه ای از فرآیندهای شیمیایی را مدلسازی کردند.
نتیجه گیری
آن ها پس از مطالعه دریافتند که اگر حیات به کارآمدترین روش ممکن آمونیاک تولید کند، واکنش های شیمیایی مرتبط به طور طبیعی اکسیژن تولید می کنند. هنگامی که آمونیاک در ابرها وجود داشته باشد، در قطرات اسید سولفوریک حل می شود و به طور موثر اسید را خنثی می کند. در نهایت قطرات را نسبتا قابل سکونت می کند. ورود آمونیاک به قطرات، شکل سابق گرد و مایع آنها را به یک دوغاب غیرکروی و نمک مانند تبدیل می کند.
واکنش حل شدن آمونیاک در اسید سولفوریک باعث می شود تا دی اکسید گوگرد اطراف نیز حل شود. وجود آمونیاک در واقع می تواند بیشتر ناهنجاری های ابرهای زهره را توضیح دهد. محققان همچنین نشان می دهند که منابعی مانند رعد و برق، فوران های آتشفشانی و حتی برخورد شهاب سنگ نمی توانند این مقدار آمونیاک مورد نیاز را از نظر شیمیایی تولید کنند. اما وجود حیات ممکن است این کار را انجام دهد.
محققان خاطر نشان کردند که اشکالی از حیات بر روی زمین که آمونیاک تولید می‌کنند؛ محیط بسیار اسیدی را خنثی کرده و قابل زندگی می کنند. سیگر می‌گوید که محیط های بسیار اسیدی روی زمین وجود دارد که زندگی در آنها وجود دارد اما هیچ شباهتی به محیط زهره ندارند. مگر اینکه حیات برخی از این قطرات را خنثی کند.
دانشمندان ممکن است در چند سال آینده فرصتی برای بررسی وجود آمونیاک و نشانه‌های حیات با ماموریت های ونوس لایف یاب داشته باشند. مجموعه‌ای از مأموریت های پیشنهادی با بودجه خصوصی که سیگر محقق اصلی آن است، انجام می شود. این تیم تحقیقاتی قصد دارد، فضاپیما را برای اندازه گیری میزان آمونیاک و سایر نشانه های حیات در ابرها به سیاره زهره بفرستند.
سیگر می گوید: «زهره دارای ناهنجاری های جوی طولانی و غیرقابل توضیحی است که باورکردنی نیستند.»
منابع:
- William Bains, Janusz J. Petkowski, Paul B. Rimmer, Sara Seager. Production of ammonia makes Venusian clouds habitable and explains observed cloud-level chemical anomalies. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021; 118 (52): e2110889118 DOI: 10.1073/pnas.2110889118
مترجم: فائزه الیاسی | ویراست و تولید محتوا: مطهره تقیپور
بیشتر بخوانید: چرا برای سرماخوردگی های رایج، واکسنی وجود ندارد؟
