گزينه هاى پيدايش حيات در كيهان

با پيشرفت علم در قرن اخير، حال ديگر مى توانيم پاسخ هاى روشن ترى را درباره حيات و احتمال وجود آن در كيهان بيابيم. با احتساب شماره تخمينى سيارات عالم، دانشمندان محاسبه كرده اند احتمال اينكه ما تنها باشيم و به جز زمين در سراسر كائنات نشانى از حيات نباشد يك در ۱۰۰ ميليون است.
در هر كهكشان مانند راه شيرى ۱۰۰ تا ۴۰۰ ميليارد ستاره وجود دارد و كيهان شناسان تخمين مى زنند ۴۰۰ ميليارد كهكشان در عالم موجود است بنابراين پذيرفتنى نيست اگر بگوييم سياره كوچك ما در كنار ستاره عادى مان تنها مكان پذيراى حيات در عالم است اما تنها زيستگاهى كه تاكنون در عالم مى شناسيم زمين خودمان است. در اينجا به دليل گستردگى مطلب بحث درباره حيات در كيهان را به حوزه كوچك تر آن يعنى منظومه شمسى محدود خواهيم كرد و به احتمال وجود حيات و سيارات و اقمار پذيراى آن مى پردازيم. در قسمت هاى بعدى درباره احتمال وجود حيات در ديگر نقاط كيهان و امكان ارتباط با آنها و حتى شكل فرضى حيات شان صحبت خواهيم كرد. در اين مطلب چون مقصود از حيات در منظومه شمسى، حيات ابتدايى و چگونگى شكل گيرى آن است پيشنهاد مى كنم ابتدا مطلب «حيات چيست؟» را مطالعه فرماييد. (روزنامه شرق ۸۴.3.10)
•گزينه هاى وجود حيات
در منظومه شمسى غير از زمين تنها سه گزينه وجود دارد كه احتمال پيدايش حيات بر روى آنها بررسى مى شود. مى توانيم با اطمينان بگوييم حيات در مريخ، يكى از اقمار مشترى - اروپا و يكى از اقمار زحل - تيتان - مى تواند پديد بيايد. كمربند حيات خورشيد شامل سه سياره زهره، زمين و مريخ است. (كمربند حيات در منظومه شمسى يعنى جايى كه سياره اى با جو مناسب داراى آب به صورت مايع است و احتمال شكل گيرى حيات تنها در اين كمربند وجود دارد) سياره زهره از لحاظ ظاهرى شباهت زيادى به زمين دارد. جرم آنها با هم برابر است و ضمناً تركيبات اتمسفرى اوليه دو سياره شباهت زيادى با هم داشته اند اما سياره زهره كمى نزديك تر از زمين به خورشيد است و اين باعث عدم پايدارى آب مايع در آن سياره مى شود.
همچنين گاز كربنيكى كه در جو آن قرار دارد باعث ايجاد خاصيت گلخانه اى شديد شده و درجه حرارت آن را تا ۵۰۰ سانتى گراد مى رساند. بنابراين مى بينيد كه از شرايط ابتدايى حيات يعنى آب مايع و جو مناسب برخوردار نيست.

••• ۱- مريخ: سياره ديگر كمربند حيات مريخ است كه تاكنون بيش از دو گزينه ديگر كاوش شده است. در چند صد ميليون سال اول منظومه شمسى، مريخ نسبت به زمين شرايط بهترى براى پيدايش حيات داشته كه به دليل سريع سردتر شدن مريخ بوده است. همين زمينه شرايط پيدايش باكترى ها را زير پوسته مريخ ايجاد كرد. يعنى شرايط سطحى مريخ بسيار زودتر از زمين براى پيدايش حيات آماده شده است. يافته هاى اخير مريخ نوردهاى ناسا وجود آب در گذشته مريخ- احتمالاً حدود يك ميليارد سال قبل- را نيز تاييد كرده اند. هرچند ميزان آن و مدت زمان بقاى آن همچنان مبهم است. علاوه بر اين شواهدى دال بر وجود جوى ضخيم از co2 در سال هاى آغازين اين سياره وجود دارد.
شايد در همين دوره حيات در زير سطح مريخ يا حتى بر سطح آن فرصت رشد يافته باشد اما به دليل ميدان مغناطيسى و گرانش ضعيف مريخ (حدود ۳۸ درصد جو زمين) باد خورشيدى جو آن را بيش از پيش پراكنده ساخت و سبب بخار شدن يا فرو رفتن آب هاى سطحى به زير سطح مريخ و يخ زدن آنها شده است. اخيراً نيز مدار گردهاى مريخ نشانه هاى اميدوار كننده اى را از وجود منابع يخ- آب زير سطح مريخ يافته اند. بنابراين امكان حيات بر روى مريخ كنونى بسيار كم است اما غيرممكن نيست.
احتمالاً گرماى درونى آن به اندازه اى هست كه لايه زيرين يخ را گرم كند و محيطى نسبتاً مساعد را براى ميكروب هاى جان سخت مريخى ايجاد كنند. اين باكترى ها در صورت وجود در سوخت و سازشان توليدكننده متان هستند. جالب اين است كه شواهد اخير مدارگرد مريخ نشانه هايى قطعى از وجود متان در جو مريخ دارد كه يا بر اثر واپاشى هاى حاصل از زندگى باكترى ها به وجود مى آيند يا بر اثر فعاليت هاى پيوسته آتشفشانى در جو پخش مى شوند. اين كه آيا در دوره ابتدايى مريخ حيات شكل گرفته است يا حتى هنوز هم باكترى هايى زير لايه هاى سطحى آن- جايى كه احتمالاً آب مايع وجود دارد- زنده مانده اند هنوز بى پاسخ مانده است و جواب قطعى آن طى كاوش هاى آينده حاصل مى شود. (شهاب سنگ مريخى ALH84001 كه ۱۳۰۰۰ سال پيش در قطب جنوب سقوط كرده است.
در بزرگنمايى ۱۰۰ هزار برابر با ميكروسكوپ الكترونى، ساختارهاى كرم مانندى ديده مى شود كه دانشمندان آنها را مشابه سنگواره هاى حيات ابتدايى مى دانند. اما هيچ چيز هنوز قطعى نيست.) بنابراين هر دو سياره موجود در كمربند حيات را بررسى كرديم. (البته غير از زمين) اما ممكن است در هر منظومه كمربندهاى حيات متعددى وجود داشته باشد يعنى قلمرو حيات ابتدايى محدود به كمربند حيات دور هر ستاره نيست. اگر سياره اى گازى اقمارى بزرگ داشته باشد، نيروى جذر و مدى ميان سياره و اقمار درون اين اقمار را گرم مى كند. يعنى حتى اگر سياره و قمرش نزديك ستاره اى هم نباشند، انرژى مورد نياز حيات ابتدايى تامين خواهد شد.
۲- اروپا: سطح اين قمر مشترى را اقيانوسى نيمه عميق از آب فراگرفته و روى آن را لايه اى يخ ضخيم كه شايد ضخامت آن ۱۰ تا ۱۵ كيلومتر باشد، پوشانيده است و اين لايه يخ به دلايل مجاورت با خلأ همواره در حال شكست و ترميم است. اين قمر هم اندازه ماه زمين است و منبع گرمايى درونى آن در اثر مكش گرانشى مشترى و ديگر قمرها بر اروپا به وجود آمده است. اين گرما يخ هاى زيرين را ذوب مى كند، در عين حال فشار يخ ها باعث مى شود آب بخار نشود، در نتيجه ممكن است نوعى از حيات در آب زيرين شكل گرفته باشد.
شكلى از حيات كه متفاوت از حيات شناخته شده زمين خواهد بود. چون ژرفاى يخ به حدى است كه نور خورشيدى از آن نمى گذرد بر همين اساس حيات وابسته به نور خورشيد نمى تواند در آنجا شكل بگيرد. اينكه آيا حياتى در آنجا آغاز شده و تا كجا متحول شده است را نمى دانيم.
با شروع ماموريت مدارگرد جيمو (JIMO) و مطالعه قمرهاى يخى مشترى، اطلاعات نسبتاً كامل ترى را درباره احتمال حيات در اروپا به دست خواهيم آورد. تنها زمانى مى توانيم با قطعيت از حيات در اروپا صحبت كنيم كه ناسا موفق شود كاوشگرى را به اروپا بفرستد و با سوراخ كردن يخ ها، حيات دريايى را آزمايش كند كه اين امر با توجه به شرايط و ضخامت يخ به زودى امكان پذير نيست. (سطح يخى اروپا، شيارهاى موجود يخ هاى ترك خورده سطح اروپا را از ديد فضاپيماى گاليله در سال ۱۹۹۸ نشان مى دهد.)
۳

- تيتان: اين قمر با قطرى معادل ۵۱۵۰ كيلومتر دومين قمر بزرگ منظومه شمسى و حتى از سياره هاى پلوتون و عطارد نيز بزرگ تر است. اما مهمترين ويژگى آن وجود جو قابل توجه آن است كه از نظر تركيبات و فشار سطحى به زمين بسيار شبيه است.
جو هر دو از نيتروژن (۱۷ درصد براى زمين و ۹۰ تا ۹۷ درصد براى تيتان) تشكيل شده و فشار جو در تيتان ۵/۱ برابر فشار جو در زمين است. البته دومين گاز فراوان در زمين اكسيژن و در تيتان متان است. دورتا دور جو تيتان تا ارتفاع ۷۰۰ كيلومترى سطح غبارى از ذرات متان وجود دارد. در عكس هايى كه كاسينى اخيراً از اين قمر بااهميت گرفته نواحى تيره و روشن بسيارى ديده مى شود. نواحى تيره احتمالاً درياهاى اتان و متان هستند كه در دماى ۱۷۹- درجه سطح تيتان به وجود آمده اند و نواحى روشن بايد قاره هايى بر سطح آن باشند.
به دليل دماى بسيار كم تيتان، احتمال وجود حيات در آن وجود ندارد اما اين قمر تركيبات آلى يعنى بلوك هاى سازنده حيات را در خود جاى داده است. بنابراين نمونه اى عالى براى بررسى شرايط آغازين حيات است، يعنى چيزى شبيه زمين در ۵/۴ ميليارد سال پيش كه اكنون مى توان سير تكوين حيات را بر روى نمونه اى آزمايشگاهى مطالعه كرد. حال چگونه بر روى چنين قمرى با اوضاع محيطى نه چندان مساعد حيات شكل مى گيرد؟ تيتان يكى از مهم ترين عامل ها را دارا است و آن جوى پايدار است كه مانند يك حفاظ محيط درون قمر را از فضاى بيرون آن جدا مى كند.
مورد بعدى مانند پيدايش حيات ابتدايى بر روى زمين است. پرتوهاى فرابنفش در برخورد با تيتان باعث شكسته شدن مولكول هاى نيتروژن، متان و ساير مولكول ها مى شود و در نتيجه تركيبات آلى بعدى شكل مى گيرد. در نهايت چگالى ابرها به حدى مى شود كه امكان ريزش باران هاى هيدروكربنى را روى قمر بالا مى برد كه در صورت روى دادن اين پديده مهم، درياچه ها و رودهايى از تركيبات آلى سطح اين قمر را مى پوشاند.
بنابراين شرايط حيات ابتدايى در مجاورت مولكول هاى آلى مساعد تر مى شود و در آن صورت ما شاهد آن چيزى خواهيم بود كه در حدود ۵/۴ ميليارد سال پيش در زمين آغاز شده است، تاكنون به چنين موجودات هوشمندى ختم شود. بسيارى از اين حدسيات بعد از فرود هويگنس و تجزيه و تحليل كامل داده هاى ارسالى آن قطعى خواهد شد.
با توجه به آنچه در بالا ذكر شد مى بينيم احتمال اين كه در جاى ديگرى از منظومه شمسى هم بتواند شكل بگيرد صفر نيست. چنانچه شواهد حاكى از آن است كه در زمانى دوردست در مريخ حياتى ابتدايى وجود داشته و اكنون ممكن است در قمر اروپا ايجاد شده باشد و در آينده اى دور هم احتمال ايجاد آن بر تيتان وجود دارد، پس بايد اميدوار باشيم كه ما در اين كيهان تنها نخواهيم بود.
منابع: ۱- ماهنامه نجوم، آذر ۸۳ شماره ،۱۴۱ ويژه نامه حيات (مقاله هاى فرود به سرزمين عجايب- حيات در كائنات- زندگى در زيرزمين _ حيات در مريخ) ۲- زيباترين تاريخ جهان، هيوبرت ريوز و...، ترجمه حسين فرهاديان، نشر رحيمى ۱۳۸۰.