گزینه های پیدایش حیات در کیهان

با پیشرفت علم در قرن اخیر، حال دیگر می توانیم پاسخ های روشن تری را درباره حیات و احتمال وجود آن در كیهان بیابیم. با احتساب شماره تخمینی سیارات عالم، دانشمندان محاسبه كرده اند احتمال اینكه ما تنها باشیم و به جز زمین در سراسر كائنات نشانی از حیات نباشد یك در ۱۰۰ میلیون است.
در هر كهكشان مانند راه شیری ۱۰۰ تا ۴۰۰ میلیارد ستاره وجود دارد و كیهان شناسان تخمین می زنند ۴۰۰ میلیارد كهكشان در عالم موجود است بنابراین پذیرفتنی نیست اگر بگوییم سیاره كوچك ما در كنار ستاره عادی مان تنها مكان پذیرای حیات در عالم است اما تنها زیستگاهی كه تاكنون در عالم می شناسیم زمین خودمان است. در اینجا به دلیل گستردگی مطلب بحث درباره حیات در كیهان را به حوزه كوچك تر آن یعنی منظومه شمسی محدود خواهیم كرد و به احتمال وجود حیات و سیارات و اقمار پذیرای آن می پردازیم. در قسمت های بعدی درباره احتمال وجود حیات در دیگر نقاط كیهان و امكان ارتباط با آنها و حتی شكل فرضی حیات شان صحبت خواهیم كرد.
در این مطلب چون مقصود از حیات در منظومه شمسی، حیات ابتدایی و چگونگی شكل گیری آن است پیشنهاد می كنم ابتدا مطلب «حیات چیست؟» را مطالعه فرمایید. (روزنامه شرق ۸۴.۳.۱۰)
•گزینه های وجود حیات
در منظومه شمسی غیر از زمین تنها سه گزینه وجود دارد كه احتمال پیدایش حیات بر روی آنها بررسی می شود. می توانیم با اطمینان بگوییم حیات در مریخ، یكی از اقمار مشتری - اروپا و یكی از اقمار زحل
- تیتان - می تواند پدید بیاید. كمربند حیات خورشید شامل سه سیاره زهره، زمین و مریخ است. (كمربند حیات در منظومه شمسی یعنی جایی كه سیاره ای با جو مناسب دارای آب به صورت مایع است و احتمال شكل گیری حیات تنها در این كمربند وجود دارد) سیاره زهره از لحاظ ظاهری شباهت زیادی به زمین دارد. جرم آنها با هم برابر است و ضمناً تركیبات اتمسفری اولیه دو سیاره شباهت زیادی با هم داشته اند اما سیاره زهره كمی نزدیك تر از زمین به خورشید است و این باعث عدم پایداری آب مایع در آن سیاره می شود. همچنین گاز كربنیكی كه در جو آن قرار دارد باعث ایجاد خاصیت گلخانه ای شدید شده و درجه حرارت آن را تا ۵۰۰ سانتی گراد می رساند. بنابراین می بینید كه از شرایط ابتدایی حیات یعنی آب مایع و جو مناسب برخوردار نیست.
•••
۱- مریخ: سیاره دیگر كمربند حیات مریخ است كه تاكنون بیش از دو گزینه دیگر كاوش شده است. در چند صد میلیون سال اول منظومه شمسی، مریخ نسبت به زمین شرایط بهتری برای پیدایش حیات داشته كه به دلیل سریع سردتر شدن مریخ بوده است. همین زمینه شرایط پیدایش باكتری ها را زیر پوسته مریخ ایجاد كرد. یعنی شرایط سطحی مریخ بسیار زودتر از زمین برای پیدایش حیات آماده شده است. یافته های اخیر مریخ نوردهای ناسا وجود آب در گذشته مریخ- احتمالاً حدود یك میلیارد سال قبل- را نیز تایید كرده اند. هرچند میزان آن و مدت زمان بقای آن همچنان مبهم است. علاوه بر این شواهدی دال بر وجود جوی ضخیم از co۲ در سال های آغازین این سیاره وجود دارد. شاید در همین دوره حیات در زیر سطح مریخ یا حتی بر سطح آن فرصت رشد یافته باشد اما به دلیل میدان مغناطیسی و گرانش ضعیف مریخ (حدود ۳۸ درصد جو زمین) باد خورشیدی جو آن را بیش از پیش پراكنده ساخت و سبب بخار شدن یا فرو رفتن آب های سطحی به زیر سطح مریخ و یخ زدن آنها شده است. اخیراً نیز مدار گردهای مریخ نشانه های امیدوار كننده ای را از وجود منابع یخ- آب زیر سطح مریخ یافته اند. بنابراین امكان حیات بر روی مریخ كنونی بسیار كم است اما غیرممكن نیست. احتمالاً گرمای درونی آن به اندازه ای هست كه لایه زیرین یخ را گرم كند و محیطی نسبتاً مساعد را برای میكروب های جان سخت مریخی ایجاد كنند. این باكتری ها در صورت وجود در سوخت و سازشان تولیدكننده متان هستند. جالب این است كه شواهد اخیر مدارگرد مریخ نشانه هایی قطعی از وجود متان در جو مریخ دارد كه یا بر اثر واپاشی های حاصل از زندگی باكتری ها به وجود می آیند یا بر اثر فعالیت های پیوسته آتشفشانی در جو پخش می شوند. این كه آیا در دوره ابتدایی مریخ حیات شكل گرفته است یا حتی هنوز هم باكتری هایی زیر لایه های سطحی آن- جایی كه احتمالاً آب مایع وجود دارد- زنده مانده اند هنوز بی پاسخ مانده است و جواب قطعی آن طی كاوش های آینده حاصل می شود.
(شهاب سنگ مریخی ALH۸۴۰۰۱ كه ۱۳۰۰۰ سال پیش در قطب جنوب سقوط كرده است. در بزرگنمایی ۱۰۰ هزار برابر با میكروسكوپ الكترونی، ساختارهای كرم مانندی دیده می شود كه دانشمندان آنها را مشابه سنگواره های حیات ابتدایی می دانند. اما هیچ چیز هنوز قطعی نیست.)
بنابراین هر دو سیاره موجود در كمربند حیات را بررسی كردیم. (البته غیر از زمین) اما ممكن است در هر منظومه كمربندهای حیات متعددی وجود داشته باشد یعنی قلمرو حیات ابتدایی محدود به كمربند حیات دور هر ستاره نیست. اگر سیاره ای گازی اقماری بزرگ داشته باشد، نیروی جذر و مدی میان سیاره و اقمار درون این اقمار را گرم می كند. یعنی حتی اگر سیاره و قمرش نزدیك ستاره ای هم نباشند، انرژی مورد نیاز حیات ابتدایی تامین خواهد شد.
۲- اروپا: سطح این قمر مشتری را اقیانوسی نیمه عمیق از آب فراگرفته و روی آن را لایه ای یخ ضخیم كه شاید ضخامت آن ۱۰ تا ۱۵ كیلومتر باشد، پوشانیده است و این لایه یخ به دلایل مجاورت با خلأ همواره در حال شكست و ترمیم است. این قمر هم اندازه ماه زمین است و منبع گرمایی درونی آن در اثر مكش گرانشی مشتری و دیگر قمرها بر اروپا به وجود آمده است. این گرما یخ های زیرین را ذوب می كند، در عین حال فشار یخ ها باعث می شود آب بخار نشود، در نتیجه ممكن است نوعی از حیات در آب زیرین شكل گرفته باشد. شكلی از حیات كه متفاوت از حیات شناخته شده زمین خواهد بود. چون ژرفای یخ به حدی است كه نور خورشیدی از آن نمی گذرد بر همین اساس حیات وابسته به نور خورشید نمی تواند در آنجا شكل بگیرد. اینكه آیا حیاتی در آنجا آغاز شده و تا كجا متحول شده است را نمی دانیم. با شروع ماموریت مدارگرد جیمو (JIMO) و مطالعه قمرهای یخی مشتری، اطلاعات نسبتاً كامل تری را درباره احتمال حیات در اروپا به دست خواهیم آورد. تنها زمانی می توانیم با قطعیت از حیات در اروپا صحبت كنیم كه ناسا موفق شود كاوشگری را به اروپا بفرستد و با سوراخ كردن یخ ها، حیات دریایی را آزمایش كند كه این امر با توجه به شرایط و ضخامت یخ به زودی امكان پذیر نیست.
(سطح یخی اروپا، شیارهای موجود یخ های ترك خورده سطح اروپا را از دید فضاپیمای گالیله در سال ۱۹۹۸ نشان می دهد.)
۳- تیتان: این قمر با قطری معادل ۵۱۵۰ كیلومتر دومین قمر بزرگ منظومه شمسی و حتی از سیاره های پلوتون و عطارد نیز بزرگ تر است. اما مهمترین ویژگی آن وجود جو قابل توجه آن است كه از نظر تركیبات و فشار سطحی به زمین بسیار شبیه است. جو هر دو از نیتروژن (۱۷ درصد برای زمین و ۹۰ تا ۹۷ درصد برای تیتان) تشكیل شده و فشار جو در تیتان ۵/۱ برابر فشار جو در زمین است. البته دومین گاز فراوان در زمین اكسیژن و در تیتان متان است.
دورتا دور جو تیتان تا ارتفاع ۷۰۰ كیلومتری سطح غباری از ذرات متان وجود دارد. در عكس هایی كه كاسینی اخیراً از این قمر بااهمیت گرفته نواحی تیره و روشن بسیاری دیده می شود. نواحی تیره احتمالاً دریاهای اتان و متان هستند كه در دمای ۱۷۹- درجه سطح تیتان به وجود آمده اند و نواحی روشن باید قاره هایی بر سطح آن باشند. به دلیل دمای بسیار كم تیتان، احتمال وجود حیات در آن وجود ندارد اما این قمر تركیبات آلی یعنی بلوك های سازنده حیات را در خود جای داده است. بنابراین نمونه ای عالی برای بررسی شرایط آغازین حیات است، یعنی چیزی شبیه زمین در ۵/۴ میلیارد سال پیش كه اكنون می توان سیر تكوین حیات را بر روی نمونه ای آزمایشگاهی مطالعه كرد. حال چگونه بر روی چنین قمری با اوضاع محیطی نه چندان مساعد حیات شكل می گیرد؟ تیتان یكی از مهم ترین عامل ها را دارا است و آن جوی پایدار است كه مانند یك حفاظ محیط درون قمر را از فضای بیرون آن جدا می كند. مورد بعدی مانند پیدایش حیات ابتدایی بر روی زمین است. پرتوهای فرابنفش در برخورد با تیتان باعث شكسته شدن مولكول های نیتروژن، متان و سایر مولكول ها می شود و در نتیجه تركیبات آلی بعدی شكل می گیرد. در نهایت چگالی ابرها به حدی می شود كه امكان ریزش باران های هیدروكربنی را روی قمر بالا می برد كه در صورت روی دادن این پدیده مهم، دریاچه ها و رودهایی از تركیبات آلی سطح این قمر را می پوشاند. بنابراین شرایط حیات ابتدایی در مجاورت مولكول های آلی مساعد تر می شود و در آن صورت ما شاهد آن چیزی خواهیم بود كه در حدود ۵/۴ میلیارد سال پیش در زمین آغاز شده است، تاكنون به چنین موجودات هوشمندی ختم شود. بسیاری از این حدسیات بعد از فرود هویگنس و تجزیه و تحلیل كامل داده های ارسالی آن قطعی خواهد شد.
با توجه به آنچه در بالا ذكر شد می بینیم احتمال این كه در جای دیگری از منظومه شمسی هم بتواند شكل بگیرد صفر نیست. چنانچه شواهد حاكی از آن است كه در زمانی دوردست در مریخ حیاتی ابتدایی وجود داشته و اكنون ممكن است در قمر اروپا ایجاد شده باشد و در آینده ای دور هم احتمال ایجاد آن بر تیتان وجود دارد، پس باید امیدوار باشیم كه ما در این كیهان تنها نخواهیم بود.

منبع : روزنامه شرق