دانشمندان ادعا میکنند جستجوی سیارات دارای آب بیفایده است
سالهاست دانشمندان در جستوجوی حیات فرازمینی، «آب» را مهمترین نشانه میدانند. اما پژوهش تازهای از محققان ETH Zurich این فرض رایج را به چالش کشیده است: شاید تمرکز صرف بر سیارات سرشار از آب و حتی اکسیژن، ما را به بیراهه ببرد.
به گفته دکتر Craig Walton، نویسنده اصلی این تحقیق، حیات همانگونه که ما میشناسیم بدون «فسفر» و «نیتروژن» اساساً شکل نمیگیرد؛ حتی اگر اقیانوسهای گسترده و خشکیهای مناسب وجود داشته باشد.
چرا فسفر و نیتروژن از آب هم مهمترند؟
فسفر برای ساخت DNA و RNA ضروری است؛ مولکولهایی که اطلاعات ژنتیکی را در همه موجودات زنده ذخیره و منتقل میکنند. نیتروژن نیز جزء اصلی پروتئینهاست؛ همان آجرهای سازنده سلولها. بدون این دو عنصر، زیستشناسی عملاً آغاز نمیشود.
محققان میگویند سیارهای میتواند ظاهراً ایدهآل به نظر برسد—دارای آب مایع، خشکی و حتی اکسیژن—اما هرگز میزبان حیات نشود، چون عناصر حیاتی در دسترس نیستند.
«منطقه طلایی شیمیایی» چیست؟
پژوهشگران مفهوم تازهای را مطرح کردهاند: «منطقه طلایی شیمیایی»؛ یعنی بازهای بسیار باریک از شرایط که در آن، میزان اکسیژن کلی سیاره به اندازهای متعادل است که هم فسفر و هم نیتروژن در گوشته سنگی باقی بمانند و به سطح برسند.
در زمان شکلگیری سیارات، وقتی سنگهای مذاب سرد میشوند، عناصر سنگینتر مثل آهن به هسته فرو میروند و عناصر سبکتر به سمت گوشته و پوسته میآیند. اگر اکسیژن بیش از حد باشد، فسفر در گوشته به دام میافتد و نیتروژن به جو رانده شده و در نهایت از دست میرود. اگر اکسیژن خیلی کم باشد، فسفر با عناصر سنگین ترکیب شده و به هسته کشیده میشود؛ جایی که دیگر برای آغاز حیات در دسترس نیست.
به گفته والتون، «تعادل اکسیژن در کل سیاره—نه فقط در جو—تعیین میکند که آیا مواد مغذی کلیدی برای حیات در سطح باقی میمانند یا نه.»
زمین؛ یک شانس نادر در کیهان
مدلسازیهای عددی نشان میدهد تنها درصد کمی از سیارات در این بازه باریک قرار میگیرند. زمین خوششانس بوده که دقیقاً در همین منطقه طلایی شیمیایی شکل گرفته است. این یافته احتمالاً به این معناست که جهانهای واقعاً قابلسکونت بسیار کمیابتر از برآوردهای قبلیاند—شاید فقط یک تا ۱۰ درصد تعداد تخمینزدهشده پیشین.
آیا اکسیژن میتواند گمراهکننده باشد؟
تا امروز، وجود اکسیژن فراوان یکی از نشانههای امیدبخش برای زیستپذیری به حساب میآمد. اما محاسبات جدید نشان میدهد اکسیژن زیاد در زمان شکلگیری سیاره ممکن است نشانهای منفی باشد، زیرا به حبس شدن فسفر و نیتروژن در بخشهای غیرقابلدسترس منجر میشود.
والتون هشدار میدهد که حتی اگر روزی بشر به سیارهای مهاجرت کند، نبود فسفر کافی میتواند کشت غذا را ناممکن سازد.
وضعیت مریخ؛ نزدیک اما نه کافی
یافتهها همچنین نشان میدهد سیاره Mars درست بیرون از منطقه طلایی شیمیایی قرار دارد. هرچند فسفر در آن نسبتاً فراوان است، اما سطح بالای نمکهای خشن خاک را سمی کرده و میزان نیتروژن نزدیک به سطح نیز پایین است؛ ترکیبی که شرایط را برای حیات و کشاورزی دشوار میکند.
جستوجوی آینده حیات فرازمینی
اندازهگیری مستقیم ترکیب شیمیایی سیارات فراخورشیدی کار آسانی نیست. با این حال، اخترشناسان میتوانند با بررسی نوع ستاره میزبان، سرنخهایی به دست آورند؛ زیرا سیارات عمدتاً از همان مواد سازنده ستاره خود شکل میگیرند. بنابراین، سامانههایی با ستارههایی شبیه خورشید ما، اهداف امیدوارکنندهتری برای جستوجوی حیات محسوب میشوند.
