تويت
قام مسبار “كيريوستي” التابع لوكالة ناسا بكشف الميثان، وهو مادة كيميائية عضوية ، في الغلاف الجوي المحيط بالمريخ، وكشف عن جزيئات عضوية في عينات فتات الصخور التي جمعتها حفارات المسبار.
وقد قال Sushil Atreya من جامعة ميشجن : “يبيّن الارتفاع المؤقت في نسبة الميثان – صعوداً حاداً ثم تراجعاً – أنّه لا بد أن يكون هناك العديد من المصادر القريبة المحتملة”. و أضاف Ann Arbor عضو في القريق العلمي لمسبار كيريوسيتي :” هناك العديد من المصادر المحتملة الحيوية أو غير الحيوية ، مثل التفاعل بين الماء والصخور”.
استخدم الباحثون نتائج تحليل عينة من المريخ في المختبر المتنقل المحمول على مركبة “كيريوستي” مرات عديدة خلال 20 شهراً لشم غاز الميثان في الغلاف الجوي. خلال شهرين من هذه المدة، في أواخر 2013 وبداية 2014، بلغ معدل أربعة قياسات للميثان سبعة أجزاء من البليون. قبل و بعد ذلك، بلغت معدل القراءات فقط عُشر هذا المعدل.
كما التقط “كيريوستي” عن مواد كيميائية عضوية مختلفة في فتات صخرة أطلقوا عليها اسم “كمبرلاند”،و هي المرّة الأولى التي تكتشف فيها مواد عضوية في مواد سطح المريخ. يمكن أن تكون هذه المواد قد تشكلت على سطح المريخ أو قد تكون انتقلت إليه عن طريق النيازك.
الجزيئات العضوية التي تحتوي على الكربون وغالباً هيدروجين هي مواد كيميائية بنائية أساسية للحياة، على الرغم من إمكانية وجودها دون وجود حياة. نتائج كيريوستي من تحليل عينات الغلاف الجوي وفتات الصخور لا تكشف عمّا إذا كان المريخ قد آوى في أي وقت مضى ميكروبات حية، ولكنها تسلط الضوء على المريخ الحديث النشط كيميائياً و على ظروف ملائمة للحياة على المريخ القديم.و أضاف John Grotzinger العالم لدى مشروع كيريوستي في مؤسسة كاليفورنيا التكنولوجية : “سوف نستمر في العمل على الألغاز التي تقدمها هذه النتائج. هل يمكننا معرفة المزيد عن الكيمياء النشطة التي تسببت مثل هذه التقلبات في كمية الميثان في الغلاف الجوي؟ هل يمكننا اختيار صخور حيث حُفظت المواد العضوية القابلة للتحديد؟”
عمل الباحثون لأشهر عديدة لتحديد ما إذا كانت أي من هذه المواد العضوية التي اكتشفت في عينة كمبرلاند هي مريخية الأصل. كشف مختبر كيريوستي في العديد من العينات مركبات عضوية كربونية، والتي في الواقع، نقلت من الأرض داخل روفر. ومع ذلك، أسفرت الاختبارات والتحاليل المكثفة عن ثقة في الكشف عن المواد العضوية المريخية.
يُعد تحديد أي مواد عضوية مريخية موجودة في الصخور هو أمر معقد بوجود مركبات بيكلورات في صخور المريخ وتربته. عند تسخينها تغير البيركلورات بناء المركبات العضوية المريخية في الصخور و هو ما يجعل تحديدها عملية غير مؤكدة.
قال العالم المشارك في كيريوستي Roger Summons في مؤسسة ماساشوستس للتكنولوجيا في كامبريدج: ” التأكيد الأول لوجود الكربون العضوي في صخور المريخ يحمل الكثير من الأمل. المواد العضوية مهمة لأنها قد تخبرنا عن المسارات الكيميائية التي من خلالها تشكلت وحُفظت. في المقابل، هذا غني بالمعلومات المفيدة عن الإختلافات بين الأرض والمريخ، وما اذا كانت بيئات محددة تمثلت بصخور جيل كراتر الرسوبية أكثر او أقل ملائمة لتراكم المواد العضوية.
التحدي الآن هو إيجاد صخور أخرى على جبل Sharp و التي قد تمتلك مخزونات مختلفة ومكثّفة للمواد العضوية.
وذكر الباحثون أيضاً أنّ دراسة “كيريوسيتي” للماء على المريخ المحصور في معادن في صخور قاع بحيرة كمبرلاند منذ أكثر من 3 مليون سنة مضت، تشير إلى فقدان الكوكب الكثير من مياهه قبل تشكّل البحيرة، واستمر بفقدان كميات كبيرة بعد ذلك.
حلّل المختبر نظائر هيدروجين من جزيئات المياه التي حُبست داخل عينات الصخور لبلايين السنين، ثم حُررت عندما قام المختبر بتسخينها،ممّا أسفر عن معلومات عن تاريخ مياه المريخ.
نسبة أثقل نظائر الهيدروجين الـ”ديتوريوم” إلى أكثر نظائر الهيدروجين شيوعاً قد تعطي إشارة للمقارنة عبر المراحل التاريخية المختلفة للكوكب. وقال Paul Mahaffy المحقق الرئيسي من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبليت في ماريلاند، والمؤلف الرئيسي لمقال نشر على الانترنت هذا الأسبوع من قبل مجلة العلوم: ” إنّه من المثير للإهتمام حتماً أنّ قياسات الغازات لدينا من كيريوستي المستخرجة من الصخور القديمة تخبرنا عن فقدان المياه من المريخ. لقد تغيرت نسبة الديتوريوم إلى الهيدروجين وذلك لأنّ الهيدروجين الخفيف يفلت من الغلاف الجوي العلوي للمريخ بسهولة أكبر من الديتوريوم الثقيل.
من أجل العودة بالزمن و رؤية كيف تغيرت نسبة الديتوريوم الى الهيدروجين في المريخ على مرّ الزمن، يستطيع الباحثون النظر الى النسبة في الماء في الغلاف الجوي الحالي، و المياه المحصورة في الصخور خلال فترات زمنية مختلفة في تاريخ الكوكب. تزود النيازك المريخية على الأرض بعض المعلومات، و لكن هذا السجل فيه بعض الثغرات. النيازك المريخية غير المعروفة أقرب إلى الفترة نفسها التي دُرست فيها الصخور على المريخ والتي تشكلت من تقريبا 3.9 بليون سنة الى 4.6 بليون سنة مضت وفقاً لقياسات كيريوستي.
النسبة التي توصلت إليها كيريوستي في عينة كمبرلاند هي حوالي نصف معدل تبخر المياه في غلاف المريخ الجوي اليوم، مما يوحي بكثير من فقدان الماء على الكوكب والتي حدثت منذ تشكل تلك الصخرة. ومع ذلك، النسبة المقُاسة هي تقريبا أكثر ثلاث مرات من المعدل في مصادر المياه الأصلية في المريخ. استناداً على فرض أنّ المصادر لها معدل مشابه للمقاس في محيطات الارض. وهذا يشير إلى أنّ الكثير من مياه المريخ الاصلية فُقدت قبل تشكل هذه الصخرة.
يعد كيريوستي عنصراً من عناصر البحث المستمر والإعداد لمهمة بشرية للمريخ في الثلاثينات من هذا القرن لناسا.
هناك جهازين مُهمين ساهما في هذه الإكتشافات وهي: مطياف الكتلة الرباعي، الذي طوّر في غوادارد، ومطياف الليزر الانضباطي، الذي طوّر في مختبر الدفع النفاث.
وتمت مناقشة نتائج تحقيقات كيريوستي في اكتشاف الميثان والمواد العضوية المريخية في أحد الصخور القديمة، تمت مناقشتها في مؤتمر الثلاثاء الصحفي في اتفاقية الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي في سانفرانسيسكو. وقد وصفت النتائج في صفحة نُشرت على الانترنت هذا الأسبوع في مجلة التي كتبها عالم ناسا كريس ويبستر والعلماء المشاركين من مختبر JPL.
تقرير عن كشف المواد العضوية في صخرة كمبرلاند التي كتبها عالم ناسا كارولين فريسينت وكتّاب مشاركين من غودارد.
وقد قال Sushil Atreya من جامعة ميشجن : “يبيّن الارتفاع المؤقت في نسبة الميثان – صعوداً حاداً ثم تراجعاً – أنّه لا بد أن يكون هناك العديد من المصادر القريبة المحتملة”. و أضاف Ann Arbor عضو في القريق العلمي لمسبار كيريوسيتي :” هناك العديد من المصادر المحتملة الحيوية أو غير الحيوية ، مثل التفاعل بين الماء والصخور”.
استخدم الباحثون نتائج تحليل عينة من المريخ في المختبر المتنقل المحمول على مركبة “كيريوستي” مرات عديدة خلال 20 شهراً لشم غاز الميثان في الغلاف الجوي. خلال شهرين من هذه المدة، في أواخر 2013 وبداية 2014، بلغ معدل أربعة قياسات للميثان سبعة أجزاء من البليون. قبل و بعد ذلك، بلغت معدل القراءات فقط عُشر هذا المعدل.
كما التقط “كيريوستي” عن مواد كيميائية عضوية مختلفة في فتات صخرة أطلقوا عليها اسم “كمبرلاند”،و هي المرّة الأولى التي تكتشف فيها مواد عضوية في مواد سطح المريخ. يمكن أن تكون هذه المواد قد تشكلت على سطح المريخ أو قد تكون انتقلت إليه عن طريق النيازك.
الجزيئات العضوية التي تحتوي على الكربون وغالباً هيدروجين هي مواد كيميائية بنائية أساسية للحياة، على الرغم من إمكانية وجودها دون وجود حياة. نتائج كيريوستي من تحليل عينات الغلاف الجوي وفتات الصخور لا تكشف عمّا إذا كان المريخ قد آوى في أي وقت مضى ميكروبات حية، ولكنها تسلط الضوء على المريخ الحديث النشط كيميائياً و على ظروف ملائمة للحياة على المريخ القديم.و أضاف John Grotzinger العالم لدى مشروع كيريوستي في مؤسسة كاليفورنيا التكنولوجية : “سوف نستمر في العمل على الألغاز التي تقدمها هذه النتائج. هل يمكننا معرفة المزيد عن الكيمياء النشطة التي تسببت مثل هذه التقلبات في كمية الميثان في الغلاف الجوي؟ هل يمكننا اختيار صخور حيث حُفظت المواد العضوية القابلة للتحديد؟”
عمل الباحثون لأشهر عديدة لتحديد ما إذا كانت أي من هذه المواد العضوية التي اكتشفت في عينة كمبرلاند هي مريخية الأصل. كشف مختبر كيريوستي في العديد من العينات مركبات عضوية كربونية، والتي في الواقع، نقلت من الأرض داخل روفر. ومع ذلك، أسفرت الاختبارات والتحاليل المكثفة عن ثقة في الكشف عن المواد العضوية المريخية.
يُعد تحديد أي مواد عضوية مريخية موجودة في الصخور هو أمر معقد بوجود مركبات بيكلورات في صخور المريخ وتربته. عند تسخينها تغير البيركلورات بناء المركبات العضوية المريخية في الصخور و هو ما يجعل تحديدها عملية غير مؤكدة.
قال العالم المشارك في كيريوستي Roger Summons في مؤسسة ماساشوستس للتكنولوجيا في كامبريدج: ” التأكيد الأول لوجود الكربون العضوي في صخور المريخ يحمل الكثير من الأمل. المواد العضوية مهمة لأنها قد تخبرنا عن المسارات الكيميائية التي من خلالها تشكلت وحُفظت. في المقابل، هذا غني بالمعلومات المفيدة عن الإختلافات بين الأرض والمريخ، وما اذا كانت بيئات محددة تمثلت بصخور جيل كراتر الرسوبية أكثر او أقل ملائمة لتراكم المواد العضوية.
التحدي الآن هو إيجاد صخور أخرى على جبل Sharp و التي قد تمتلك مخزونات مختلفة ومكثّفة للمواد العضوية.
وذكر الباحثون أيضاً أنّ دراسة “كيريوسيتي” للماء على المريخ المحصور في معادن في صخور قاع بحيرة كمبرلاند منذ أكثر من 3 مليون سنة مضت، تشير إلى فقدان الكوكب الكثير من مياهه قبل تشكّل البحيرة، واستمر بفقدان كميات كبيرة بعد ذلك.
حلّل المختبر نظائر هيدروجين من جزيئات المياه التي حُبست داخل عينات الصخور لبلايين السنين، ثم حُررت عندما قام المختبر بتسخينها،ممّا أسفر عن معلومات عن تاريخ مياه المريخ.
نسبة أثقل نظائر الهيدروجين الـ”ديتوريوم” إلى أكثر نظائر الهيدروجين شيوعاً قد تعطي إشارة للمقارنة عبر المراحل التاريخية المختلفة للكوكب. وقال Paul Mahaffy المحقق الرئيسي من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبليت في ماريلاند، والمؤلف الرئيسي لمقال نشر على الانترنت هذا الأسبوع من قبل مجلة العلوم: ” إنّه من المثير للإهتمام حتماً أنّ قياسات الغازات لدينا من كيريوستي المستخرجة من الصخور القديمة تخبرنا عن فقدان المياه من المريخ. لقد تغيرت نسبة الديتوريوم إلى الهيدروجين وذلك لأنّ الهيدروجين الخفيف يفلت من الغلاف الجوي العلوي للمريخ بسهولة أكبر من الديتوريوم الثقيل.
من أجل العودة بالزمن و رؤية كيف تغيرت نسبة الديتوريوم الى الهيدروجين في المريخ على مرّ الزمن، يستطيع الباحثون النظر الى النسبة في الماء في الغلاف الجوي الحالي، و المياه المحصورة في الصخور خلال فترات زمنية مختلفة في تاريخ الكوكب. تزود النيازك المريخية على الأرض بعض المعلومات، و لكن هذا السجل فيه بعض الثغرات. النيازك المريخية غير المعروفة أقرب إلى الفترة نفسها التي دُرست فيها الصخور على المريخ والتي تشكلت من تقريبا 3.9 بليون سنة الى 4.6 بليون سنة مضت وفقاً لقياسات كيريوستي.
النسبة التي توصلت إليها كيريوستي في عينة كمبرلاند هي حوالي نصف معدل تبخر المياه في غلاف المريخ الجوي اليوم، مما يوحي بكثير من فقدان الماء على الكوكب والتي حدثت منذ تشكل تلك الصخرة. ومع ذلك، النسبة المقُاسة هي تقريبا أكثر ثلاث مرات من المعدل في مصادر المياه الأصلية في المريخ. استناداً على فرض أنّ المصادر لها معدل مشابه للمقاس في محيطات الارض. وهذا يشير إلى أنّ الكثير من مياه المريخ الاصلية فُقدت قبل تشكل هذه الصخرة.
يعد كيريوستي عنصراً من عناصر البحث المستمر والإعداد لمهمة بشرية للمريخ في الثلاثينات من هذا القرن لناسا.
هناك جهازين مُهمين ساهما في هذه الإكتشافات وهي: مطياف الكتلة الرباعي، الذي طوّر في غوادارد، ومطياف الليزر الانضباطي، الذي طوّر في مختبر الدفع النفاث.
وتمت مناقشة نتائج تحقيقات كيريوستي في اكتشاف الميثان والمواد العضوية المريخية في أحد الصخور القديمة، تمت مناقشتها في مؤتمر الثلاثاء الصحفي في اتفاقية الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي في سانفرانسيسكو. وقد وصفت النتائج في صفحة نُشرت على الانترنت هذا الأسبوع في مجلة التي كتبها عالم ناسا كريس ويبستر والعلماء المشاركين من مختبر JPL.
تقرير عن كشف المواد العضوية في صخرة كمبرلاند التي كتبها عالم ناسا كارولين فريسينت وكتّاب مشاركين من غودارد.