جست‌وجوی زیست در دریاچه‌های سیاره سرخ‌فام
حسن فتاحی. عضو هیئت‌تحریریه فصلنامه نقد کتاب علوم محض و کاربردی
در آخرین روزهای سال میلادی گذشته، سازمان فضایی اروپا خبر از کشفی حیرت‌انگیز در سیاره مریخ یا بهرام داد؛ کشف چند دریاچه آب مایع زیر یخ‌های قطب جنوب این سیاره. پیش از این نیز وجود دریاچه زیر یخ‌های قطب جنوب مشخص شده بود، اما حالا علاوه بر شناخت دقیق‌تر، فهمیده‌اند کنار دریاچه بزرگ اصلی چند دریاچه کوچک هم وجود دارد. چرا کشف دریاچه مهم است؟ چون مسئله آب در مریخ مهم است و به همین خاطر پژوهش‌ها و نپاهش(رصد)های بسیاری صورت می‌گیرد. به سال ۲۰۰۳ بازگردیم که ماهواره مارس‌اکسپرس با داشتن انواع متنوعی از دستگاه‌های اندازه‌گیری پیشرفته، داده ارزشمندی از سطح مریخ برایمان ارسال کرد. شیوه کار به این صورت بود که رادار مارسیس با ارسال امواج رادیویی با بسامد کوتاه به سطح سیاره و دریافت موج بازتابی می‌تواند ویژگی‌های لایه‌های سطحی و زیرسطحی را بفهمد. آب از جنبه‌های مختلف حائز اهمیت است، به‌ویژه آنکه می‌دانیم زیست، ازجمله زیست زمینی اگر از سویی به عنصر همچون کربن بسته است، از سوی دیگر با وجود آب درهم تنیده شده. این نکته را نه امروزه که ۲۶۰۰ سال پیش فیلسوف یونانی، «تالس»، یادآور شد که آب خاستگاه هستی است. می‌دانیم که در
کلاهک‌های قطبی مریخ آب بهصورت یخ وجود دارد. در جو سیاره هم مقدار اندکی بخارآب هست که در سطح کاوشگرهایی که روی مریخ فرود آمده‌اند، بهصورت شبنم دیده شده است. سال ۲۰۱۵ ناسا خبر از کشفی مهم داد؛ تراوش آب در شیب برخی تپه‌های نواحی استوایی مریخ، پدیده‌ای که قطعا روی زمین هم دیده‌اید، اما در مریخ اهمیت آن صدچندان است. اما خبر مهیج سپتامبر ۲۰۲۰ از این منظر مهم است که نشان می‌دهد آب بهصورت مایع و در حالت پایدار به شکل دریاچه وجود دارد. اجازه دهید قبل از اینکه به کاوش بیشتر پیرامون وجود و شکل آب در مریخ بپردازیم کمی درباره ویژگی‌های این سیاره سرخ‌فام بگویم. مریخ که نام دیگرش بهرام است، چهارمین سیاره راژمان یا سامانه خورشیدی است و متعلق به رده‌ای که سیاره‌های خاکی-سنگی نام دارند، همچون زمین و ناهید و عطارد. در‌مقایسه‌با زمین یک‌ونیم برابر دورتر است؛ بنابراین سال آن تقریبا دو برابر زمین است. قطر مریخ اندکی کمتر از هفت هزار کیلومتر است و جرم آن یک‌دهم زمین. جو مریخ رقیق است و بیش از 90 درصد آن را گازکربنیک تشکیل می‌دهد. مقدار این گاز در جو زمین سه‌صدم درصد است. سه درصد جو مریخ از نیتروژن یا با نام دیگر آن ازت
تشکیل شده که در قیاس با زمین بسیار کم است (78 درصد جو زمین از نیتروژن تشکیل شده است). درحالی‌که 20 درصد از جو زمین را اکسیژن تشکیل داده، این عنصر ضروری زیست در جو مریخ فقط یک‌دهم درصد است. فشار جو مریخ پنج‌هزارم فشار جو زمین است. این فشار برابر فشاری در فرازای ۳۵کیلومتری جو زمین است. شب‌هنگام مریخ با چشم یا با تلسکوپ سرخگون دیده می‌شود که دلیل آن وجود اکسید آهن فراوان در سطح و حتی در جو آن است. سطح مریخ سرد است، به‌طوری‌که دمای میانگین آن در روز منهای 15 درجه سانتی‌گراد است و در شب تا منهای صد درجه سانتی‌گراد فرومی‌افتد. در فصل تابستان مریخ و در گرم‌ترین نقطه استوای سیاره دما تا ۲۰ درجه سانتی‌گراد افزایش می‌یابد. به سبب سرمای مریخ آب نمی‌تواند به شکل مایع باشد، از سویی چون فشار سطح سیاره بسیار کم است، بخار می‌شود؛ بنابراین محیط مریخ به کویری خشک شباهت دارد؛ چنان‌که در تصاویر ارسالی آخرین مریخ‌نورد هم دیده می‌شود. سطح مریخ پر از گودال‌های برخوردی ناشی از شخانه‌ها است. وجود گودال مؤید این است که سطح مریخ برخلاف زمین نباید دستخوش پدیده‌های زمین‌شناختی شدیدی شده باشد. تصاویر به‌دست‌آمده از انواع سامانه‌های
سنجش در طیف الکترومغناطیس نشان می‌دهد در گذشته‌های دور در سطح سیاره آب روان وجود داشته است. در واقع می‌دانیم سه تا چهار میلیارد سال پیش در مریخ دریاچه و رودخانه وجود داشته است. به سال ۲۰۱۵ م تصاویر نشان دادند در سراشیبی برخی تپه‌های مریخ در فصل تابستان مایعی روان می‌شود. پهنای باریکه‌های مملو از مایع در زمستان حداکثر یک متر و در تابستان به پنج‌متر هم می‌رسد، اما درازای آنها به صدها متر می‌رسد. بیناب (طیف) گرفته‌شده نشان می‌دهد مایع روان که احتمال بسیار آب است، ترکیب‌های نمکی دارد؛ نظیر پرکلرات منیزیم، کلرید منیزیم و پرکلرات سدیم. وجود نمک نقطه انجماد آب را پایین آورده و آب آمیخته با نمک می‌تواند تا منهای 40 درجه سانتی‌گراد مایع بماند و روان شود؛ بنابراین آبِ نمکین در زمستان سرد مریخ یخ می‌بندد و در تابستان روان می‌شود. در سال ۲۰۱۸ مارس‌اکسپرس نشان داد یکی از گودال‌ها آکنده از یخ است. این گودال قطرش بیش از 80 کیلومتر است و ژرفای بخش مرکزی آن دو کیلومتر. یخ این گودال در تمام سال هرگز آب نمی‌شود؛ زیرا پدیده‌ای به نام «تله سرما» مانع می‌شود. به کشف مهم سپتامبر ۲۰۲۰ بازگردیم. این کشف حاکی از آن است که زیر
لایه یخ قطب جنوب مریخ، در ژرفای هزارو ۵۰۰ متری، دریاچه‌ای از آب مایع نهفته است. دریاچه‌ای به اندازه 20در 30 کیلومتر که چندین دریاچه کوچک‌تر هم گرداگرد آن را دربرگرفته است. پژوهشگران برآورد می‌کنند دما در لایه‌ای از سطح دریاچه که آن را از یخ بالای سرش جدا می‌کند، بین منهای 10 تا منهای 30 درجه سانتی‌گراد است. دو عامل اصلی باعث مایع‌بودن آب در آن دماست؛ یکی فشار ناشی از لایه یخ بالای سر و دیگری نمک در آب. نمک و فشار می‌توانند نقطه انجماد آب را تا منهای 70 درجه سانتی‌گراد کاهش دهند. چنین پدیده‌ای در جنوبگان زمین هم وجود دارد. اشاره کردم که زیست موجود جاندار با وجود آب همراه است. وجود آب در سطح و زیرسطح مریخ، ترکیبات آب و صورت آن سؤالات مهمی را پیش روی اختر زیست‌شناسانی را که به‌دنبال ردپای حیات در این سیاره هستند، قرار خواهد داد. پژوهش‌های نپاهشی دیگری که می‌تواند به زیست جاندار ارتباط داشته باشد، وجود گاز متان در جو مریخ است که در تابستان فزونی می‌یابد. بخش مهمی از گاز متان روی زمین ناشی از زیست میکروبی است. این احتمال وجود دارد که در دریاچه کشف‌شده در زیر لایه یخ قطب مریخ گونه‌ای زیست جاندار وجود داشته
باشد، اما چون در ژرفا قرار دارد کشف آن نیازمند فناوری پیشرفته‌تری است.