کشف فسیل‌های احتمالی در مریخ با یک دستگاه لیزری پیشرفته
محققان پژوهشگاه دانشگاه برن، با به‌کارگیری یک دستگاه لیزری پیشرفته، روشی نوین برای کشف فسیل‌های احتمالی در سیاره مریخ ارائه داده‌اند؛ این فناوری که با موفقیت در کشور الجزایر آزمایش شده، قابلیت نصب بر روی مریخ‌نوردهای آینده را دارد و می‌تواند نمونه‌هایی از سطح سیاره سرخ را مورد بررسی قرار دهد و شواهدی از ریزفسیل‌های باستانی را جست‌وجو کند.
سوال درباره وجود حیات در گذشته مریخ احتمالا با کمک این ابزار لیزری جدید که توسط محققان دانشگاه برن (University of Bern) توسعه یافته، پاسخ داده شود.
کاهش احتمال وجود حیات در مریخ
با گذشت بیش از نیم قرن از اکتشافات فضایی، احتمال یافتن حیات در مریخ به طور فزاینده‌ای کاهش یافته است. حتی اگر در برخی مناطق زیرسطحی، حیات میکروبی وجود داشته باشد، احتمالا تنها باکتری‌های ساده خواهد بود. دلایل متعددی برای این وضعیت وجود دارد:
- خشکی بیش از حد: مریخ بیش از دو میلیارد سال است که محیطی بسیار خشک دارد.
- تابش‌های کیهانی شدید: سطح مریخ به دلیل نبود میدان مغناطیسی قوی به طور مداوم در معرض پرتوهای کیهانی است.
- ترکیبات خاک مریخ: خاک این سیاره به حدی واکنش‌پذیر است که می‌تواند هرگونه مواد آلی را از بین ببرد.
با این حال در گذشته دور، مریخ جوی ضخیم‌تر و منابع بیشتری از آب مایع داشته است. شواهد نشان می‌دهند که بخش وسیعی از این سیاره را اقیانوس‌های کم‌عمق و رودخانه‌های متعدد پوشانده بودند. این شرایط می‌توانسته زمینه‌ساز شکل‌گیری حیات میکروبی باشد و اگر این فرضیه صحت داشته باشد، برخی از سازندهای مریخی می‌توانند هنوز بقایای فسیل‌های باستانی را در خود نگهدارند.
یکی از مکان‌های مشابه مریخ در زمین، کشور الجزایر است. در این منطقه، ذخایر سنگ گچ مسینی (Messinian) با قدمت پنج میلیون سال یافت می‌شود که نمونه‌ای از سولفات‌های هیدراته مریخ محسوب می‌شوند؛ این نوع ذخایر برای شکل‌گیری نیاز به آب دارند و قادرند میکروب‌های فسیلی را حفظ کنند.
روش دستگاه لیزری جدید برای کشف فسیل‌های مریخ
محققان دانشگاه برن به همراه دانشگاه علم و فناوری هواری بومدین (Houari Boumediene University) در الجزایر، از یک دستگاه پیشرفته به نام طیف‌سنج جرمی یونیزاسیون لیزری کوچک (Laser Ionization Mass Spectrometer به اختصار LIMS) استفاده کردند.
این دستگاه با وضوح بالا از یک لیزر فمتوثانیه دو پالس ۲۵۸ نانومتری بهره می‌برد که در هر ثانیه ۴۰ بار نمونه‌ها را جداسازی و یونیزه می‌کند. سپس، این یون‌ها وارد طیف‌سنج جرمی می‌شوند و به شتاب درمی‌آیند تا یک نقشه شیمیایی سه‌بعدی و لحظه‌ای از نمونه مورد نظر ایجاد شود.
این دستگاه قادر به تشخیص و نقشه‌برداری از عناصر مختلفی از جمله کربن، هیدروژن، اکسیژن، پتاسیم، گوگرد، منیزیم، کلسیم، فسفر، کلر، آهن، کبالت، منگنز، وانادیم و کروم است؛ یکی از ویژگی‌های کلیدی این دستگاه این است که نه‌تنها ترکیبات آلی را شناسایی می‌کند، بلکه می‌تواند بین مواد معدنی ایجاد شده توسط موجودات زنده و مواد معدنی تولید شده توسط فرآیندهای غیرزیستی تمایز قائل شود.
در آزمایش‌های انجام‌شده بر روی سنگ گچ الجزایر، تیم تحقیقاتی با استفاده از LIMS، شواهدی از رشته‌های فسیلی باکتری‌های اکسیدکننده گوگرد کشف کرد. این نتایج همچنین با استفاده از میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی تایید شدند.
امکان استفاده از LIMS در ماموریت‌های آینده مریخ
دانشمندان امیدوارند که در آینده، این ابزار لیزری بر روی مریخ‌نوردها نصب شود و امکان بررسی مستقیم سطح مریخ برای یافتن فسیل‌های احتمالی را فراهم کند. یوسف سلام، محقق بخش تحقیقات فضایی و سیاره‌شناسی در دانشگاه برن، در این‌باره می‌گوید: «مطالعه ما نشان می‌دهد که سنگ گچ قادر به حفظ ریزفسیل‌های میکروبی است و می‌تواند شواهدی از حیات گذشته را برای مدت‌زمان طولانی نگه دارد.»
وی همچنین اضافه می‌کند: «ذخایر مشابه در الجزایر که به شرایط اقیانوس‌های باستانی مریخ شباهت دارند، می‌توانند اهداف ایده‌آلی برای تحقیقات اخترزیست‌شناسی و جست‌وجوی حیات باستانی در مریخ باشند.»