سرنخ حیات بیگانه در گذشته ی زمین
سرنخ حیات بیگانه در گذشته ی زمین
اگر روزی دانشمندان موفق شوند نشانه ای از حیات در مریخ، اروپا یا یکی از سیارات فراخورشیدی پیدا کنند، احتمالاً این کشف یکی از هیجان انگیزترین اتفاقات تاریخ علم خواهد بود. اما یک سؤال جالب وجود دارد: برای پیدا کردن حیات در جهان های دیگر، آیا لازم است فقط به آسمان نگاه کنیم؟
شاید پاسخ در زمین باشد؛ آن هم نه در زمین امروزی، بلکه در سنگ هایی که میلیاردها سال است روی سیاره ما باقی مانده اند.
پژوهش دانشمندان درباره فسیل های بسیار قدیمی و میکروسکوپی نشان می دهد که گذشته زمین می تواند اطلاعات ارزشمندی درباره چگونگی ظهور و گسترش حیات پیچیده در اختیار ما قرار دهد. این موضوع حتی می تواند به اختر زیست شناسان کمک کند تا هنگام بررسی مریخ یا دیگر دنیاهای منظومه شمسی، بدانند دقیقاً دنبال چه نشانه هایی بگردند.
در واقع، داستان سرنخ حیات بیگانه در گذشته زمین به این معنا نیست که دانشمندان موجودات فضایی را روی زمین پیدا کرده اند؛ بلکه منظور این است که آثار حیات باستانی زمین می تواند به ما یاد بدهد اگر حیات در جای دیگری از کیهان وجود داشته باشد، چه رد پاهایی ممکن است از خود به جا گذاشته باشد.
بیشتر بخوانید: تسلا و انقلاب در فیزیک
آیا واقعاً حیات در گذشته زمین می تواند سرنخی برای موجودات فضایی باشد؟
زمین حدود ۴.۵ میلیارد سال قدمت دارد و حیات برای بخش بسیار بزرگی از تاریخ آن وجود داشته است. اما چیزی که شاید برای بسیاری عجیب باشد این است که بخش عمده تاریخ حیات روی زمین، متعلق به موجودات بسیار ساده و میکروسکوپی بوده است.
برای مدت بسیار طولانی، جهان زنده زمین بیشتر شبیه یک دنیای میکروبی بود تا سیاره ای پر از جانوران، گیاهان و موجودات پیچیده.
دانشمندان با مطالعه سنگ های بسیار قدیمی و فسیل های میکروسکوپی تلاش می کنند بفهمند این مسیر چگونه طی شد؛ یعنی چگونه حیات ساده توانست در طول میلیاردها سال به شکل های پیچیده تر تبدیل شود.
این مسئله برای اخترزیست شناسی اهمیت زیادی دارد. اگر بدانیم حیات پیچیده روی زمین در چه شرایطی شکل گرفت و چه محیط هایی به حفظ آثار آن کمک کردند، می توانیم هنگام جست و جوی حیات در دیگر سیارات و قمرها نیز به دنبال شرایط مشابه باشیم.
فسیل های میلیارد ساله چه چیزی به ما می گویند؟
وقتی واژه فسیل را میشنویم، معمولاً به استخوان دایناسورها یا صدف موجودات دریایی فکر می کنیم. اما قدیمی ترین شواهد حیات لزوماً چنین ظاهری ندارند.
بسیاری از فسیل هایی که برای مطالعه نخستین مراحل حیات پیچیده اهمیت دارند، آن قدر کوچک هستند که بدون تجهیزات تخصصی نمی توان آن ها را مشاهده کرد.
برخی از این فسیل ها مربوط به یوکاریوتها هستند؛ موجوداتی که سلول های پیچیده تری نسبت به باکتری ها و آرکی ها دارند. سلول های یوکاریوتی دارای هسته و اندامک های تخصصی هستند و تمام جانوران، گیاهان و قارچ های امروزی در این گروه قرار می گیرند.
مطالعات جدید روی فسیل های حدود ۱.۷۵ میلیارد ساله در استرالیا نیز اطلاعات تازه ای درباره نخستین یوکاریوت ها و محیط زندگی آن ها فراهم کرده است. این فسیل ها در حال حاضر از قدیمی ترین فسیل های یوکاریوتی شناخته شده به شمار می روند.
بیشتر بخوانید: پدیده های جالب فیزیک
یوکاریوت ها چه ارتباطی با حیات پیچیده دارند؟
برای اینکه موضوع را ساده کنیم، تصور کنید تاریخ حیات مانند یک بازی بسیار طولانی باشد.
در مراحل ابتدایی، موجودات زنده بیشتر ساختارهایی ساده داشتند. اما در ادامه، سلول هایی با ساختار پیچیده تر پدیدار شدند. این تغییر یکی از مهم ترین مراحل تاریخ زیستی زمین بود.
یوکاریوت ها سلول هایی هستند که DNA آن ها درون هسته قرار دارد و اندامک هایی مانند میتوکندری درون سلول وظایف تخصصی انجام می دهند.
وجود چنین ساختاری امکان شکل گیری اشکال پیچیده تر زندگی را فراهم کرد. در ادامه، مسیر تکامل به ظهور موجودات چند سلولی و در نهایت گیاهان، جانوران و دیگر شکل های پیچیده حیات منتهی شد.
بنابراین، مطالعه یک فسیل میکروسکوپی چند میلیارد ساله شاید در نگاه اول چندان هیجان انگیز نباشد، اما برای دانشمندان می تواند مانند پیدا کردن یک قطعه کوچک از پازل بزرگ تاریخ حیات باشد.
چرا پیدا کردن حیات باستانی این قدر سخت است؟
اینجا یکی از جالب ترین قسمت های ماجرا شروع می شود.
بسیاری از موجودات اولیه زمین بدن بسیار ظریف و نرمی داشتند و برخلاف جانوران امروزی، پوسته، استخوان یا اسکلت سخت نداشتند.
وقتی چنین موجودی می میرد، احتمال اینکه آثار آن برای میلیاردها سال باقی بماند بسیار کم است.
فرسایش، فشار، گرما، تغییرات شیمیایی سنگ ها و فعالیت میکروارگانیسم های دیگر می توانند آثار موجود زنده را از بین ببرند.
به همین دلیل، نبودن فسیل الزاماً به معنای نبودن حیات نیست.
ممکن است یک موجود زنده در گذشته واقعاً وجود داشته باشد، اما شرایط زمین شناسی اجازه نداده باشد اثری از آن تا امروز باقی بماند.
پژوهشگران به همین دلیل تلاش می کنند بفهمند چه نوع سنگ ها و محیط هایی بهترین شرایط را برای حفظ بقایای حیات باستانی داشتهاند.
سرنخ ها فقط در زمین نیستند!
حالا می توانیم ارتباط این موضوع با فیزیک و فضا را بهتر ببینیم.
فرض کنید یک روز کاوشگر به مریخ برود و درون یک سنگ، ساختاری بسیار کوچک پیدا کند که احتمالاً زمانی بخشی از یک موجود زنده بوده است.
دانشمندان برای اینکه بتوانند درباره چنین کشفی اظهار نظر کنند، باید بدانند:
چه ساختارهایی می توانند منشأ زیستی داشته باشند؟ چه مواد معدنی می توانند آثار حیات را حفظ کنند؟ حیات در چه محیط هایی احتمال بیشتری برای باقی گذاشتن ردپا دارد؟ چه فرایند های غیرزیستی می توانند ظاهراً شبیه آثار حیات ایجاد کنند؟
بنابراین مطالعه زمین باستانی می تواند نوعی آزمایشگاه طبیع برای جست و جوی حیات در جهان های دیگر باشد.
آیا این موضوع به معنی کشف حیات بیگانه است؟
تا امروز، این فسیل ها مدرکی برای وجود موجودات فضایی نیستند. آنچه دانشمندان مطالعه می کنند، شواهد حیات باستانی روی خود زمین است.
اما همین شواهد می توانند یک سؤال بزرگ تر را بررسی کنند:
اگر حیات روی زمین توانسته از موجودات ساده به حیات پیچیده تبدیل شود، آیا ممکن است مسیر مشابهی در نقطه دیگری از کیهان نیز اتفاق افتاده باشد؟
این پرسش هنوز پاسخ قطعی ندارد.
علم در اینجا به جای حدس زدن، تلاش می کند نشانه های قابل اندازه گیری پیدا کند.
زمین چگونه به ما برای جست و جوی حیات در مریخ کمک می کند؟
یکی از کاربردهای مهم مطالعه حیات باستانی، انتخاب مکان مناسب برای جست و جوی آثار حیات در سیارات دیگر است.
برای مثال، اگر دانشمندان بفهمند چه نوع رسوبات یا محیط های زمین شناسی در زمین توانسته اند آثار حیات را برای میلیاردها سال حفظ کنند، ممکن است هنگام بررسی مریخ نیز به دنبال سنگ ها و محیط هایی با ویژگی های مشابه باشند.
در حقیقت، مریخ می تواند کتابی از گذشته خود داشته باشد؛ اما برای خواندن این کتاب باید بدانیم کدام صفحات آن ارزش بررسی بیشتری دارند.
همین منطق درباره برخی قمرهای یخی منظومه شمسی نیز مطرح است؛ دنیاهایی مانند اروپا و انسلادوس که به دلیل وجود شواهدی از آب یا اقیانوس های زیرسطحی، از اهداف مهم مطالعات اختر زیست شناسی هستند.
فیزیک در جست و جوی حیات چه نقشی دارد؟
شاید در نگاه اول این موضوع بیشتر به زیست شناسی و زمین شناسی مربوط باشد، اما فیزیک نیز نقش مهمی در آن دارد.
وقتی یک کاوشگر فضایی از سیاره یا قمر دیگری اطلاعات جمع آوری می کند، ابزارهای آن باید ویژگی های مواد را اندازه گیری کنند.
از طیف سنجی گرفته تا بررسی نور، دما، فشار، میدان های مغناطیسی و ویژگی های شیمیایی مواد، بسیاری از روش های مورد استفاده برای مطالعه اجرام آسمانی بر پایه اصول فیزیک هستند.
به همین دلیل، جست و جوی حیات در کیهان یک فعالیت کاملاً میان رشته ای است و فیزیک، شیمی، زیست شناسی، زمین شناسی و نجوم در آن کنار یکدیگر قرار می گیرند.
شاید گذشته زمین کلید آینده جست و جوی حیات باشد!
سرنخ حیات بیگانه در گذشته زمین به معنای پیدا کردن موجودات فضایی در فسیل های زمینی نیست؛ بلکه داستانی درباره یک ایده بسیار مهم علمی است.
برای اینکه بفهمیم در جهان های دیگر باید به دنبال چه چیزی بگردیم، ابتدا باید گذشته سیاره خودمان را بهتر بشناسیم.
فسیل های میکروسکوپی، سنگ های بسیار قدیمی، رسوبات باستانی و آثار شیمیایی حیات به دانشمندان کمک می کنند تا مسیر تکامل حیات روی زمین را بازسازی کنند.
شاید روزی یک کاوشگر در مریخ یا یکی از قمرهای دور دست منظومه شمسی، سنگی را پیدا کند که نشانه ای بسیار کوچک از حیات باستانی در خود دارد.
اگر چنین روزی فرا برسد، دانشی که امروز از مطالعه سنگ های چند میلیارد ساله زمین به دست می آوریم، می تواند در تفسیر آن کشف تاریخی نقش مهمی داشته باشد.
و شاید جذاب ترین بخش ماجرا همین باشد:
برای پیدا کردن پاسخ یکی از بزرگ ترین سؤال های کیهان، شاید لازم باشد ابتدا داستان بسیار قدیمی خود زمین را بهتر بخوانیم.
پاسخی بگذارید