لماذا لا توجد حياة يمكن اكتشافها على المريخ

يُعتبر المريخ - الذي يُطلق عليه غالباً الكوكب الأحمر - أقرب جار للبشرية قد يستضيف حياة. ولكن على الرغم من أكثر من ستة عقود من الاستكشاف، لم يُعثر على أي علامات مؤكدة على وجود حياة - سابقة أو حالية. يستعرض هذا المقال:

• تاريخ استكشاف المريخ،

• الأهداف العلمية،

• معايير قابلية السكن،

• ظروف المريخ،

• اكتشافات المركبات الجوالة (وخاصةً دليل شلالات تشيافا)،

• لماذا قد لا توجد حياة؟

• التعاون الدولي والخطط المستقبلية.

الكوكب الأحمر، يعود لون المريخ الأحمر إلى تأكسد الحديد في الصخور وغباره في الجو

1. تاريخ استكشاف المريخ.

التحليقات المُبكِّرة والمركبات المدارية (ستينيات وتسعينيات القرن الماضي):

• قدّمت مارينر 4 (1965) أول صور قريبة، كاشفةً عن سطح مليء بالفوهات يشبه سطح القمر.

• أصبحت مارينر 9 (1971) أول مركبة مدارية للمريخ، حيث رسمت خرائط حوالي 70% من الكوكب.

برنامج فايكنغ (1976):

• تضمنت فايكنغ 1 و2 مركبات مدارية ومركبات هبوط. هبطت فايكنغ 1 في 20 تموز 1976، وعملت لمدة 2245 يوماً مريخياً (حوالي 6.1 سنة أرضية)، حيث أجرت تجارب بيولوجية أسفرت عن نتائج مُبهمة - لا يوجد دليل قاطع على وجود حياة.

مركبات الاستكشاف في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين:

• قدمت مركبتا سبيريت وأوبورتيونيتي (2004- 2010/ 2018) دليلاً على وجود ماضٍ مائي - معادن مثل الهيماتيت والكبريتات، وجيولوجيا طبقية قديمة.

• فينيكس (2008) أخذت عينات من التربة الجليدية عند خطوط العرض العليا، مؤكدةً وجود جليد مائي في الريجوليث.

المركبات المدارية الحديثة (منذ بداية الألفية الثانية وحتى الآن):

• مركبة استطلاع المريخ (2005)، ومارس إكسبريس، ومافن (2013)، وغيرها، رسمت خرائط للمعادن، والمناخ، وفقدان الغلاف الجوي.

كيوريوسيتي والمثابرة (2012 وحتى الآن):

• هبطت مركبة كيوريوسيتي (مختبر علوم المريخ) في فوهة غيل في آب 2012؛ وبحلول عام 2025، قطعت مسافة حوالي 34 كيلومتراً مزودة بأجهزة لتقييم قابلية الحياة في الماضي.

يقف العلماء بين ثلاثة أجيال من مركبات ناسا الجوالة على المريخ (سوجورنر التابعة لـ باثفايندر، وأوبورتيونيتي/سبيريت التابعة لـ مير، وكيريوسيتي التابعة لـ إم إس إل). تُعدّ كيوريوسيتي أكبر مركبة جوالة وأكثرها تطوراً من الناحية التكنولوجية حتى الآن

• المثابرة: أُطلقت في تموز 2020، وهبطت في 18 شباط 2021 في فوهة جيزيرو؛ وبحلول أواخر عام 2023، احتفظت بـ 27 عينة من أصل 43 عينة مخططة للعودة.

2. أهداف وغايات استكشاف المريخ.

• تقييم قابلية المريخ للسكن: تحديد ما إذا كان المريخ قد وفّر سابقاً ظروفاً ملائمة للحياة - الماء، والكيمياء، والطاقة.

• البحث عن البصمات الحيوية: البحث عن العلامات الكيميائية أو المورفولوجية للحياة السابقة (مثل المواد العضوية، والأحافير، والمعادن المتكونة بيولوجياً).

• فهم المناخ والتاريخ الجيولوجي: رسم خريطة لكيفية تطور المريخ، وفقدانه غلافه الجوي، وتحوّله من الرطب إلى الجاف.

• الإعداد لرحلات البشر: تهدف التجارب الهندسية (مثل تجربة MOXIEالتي تُظهر تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين) وISRU (استخدام الموارد في الموقع In-Situ Resource Utilization) إلى دعم البعثات البشرية المستقبلية.

• توسيع التعاون العلمي والدولي: تشمل البعثات ناسا، ووكالة الفضاء الأوروبية، وكالة الفضاء الروسية (روسكوزموس)، والإدارة الوطنية للفضاء الصينية (CNSA)، ومنظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO)، والإمارات العربية المتحدة، وغيرها.

3. شروط ومتطلبات الحياة على المريخ.

تتطلب الحياة كما هو معروف:

أ. ماء سائل (سطحي أو تحت سطحي)،

ب. عناصر كيميائية (C، H، O، N، P، S)،

ت. مصادر طاقة (مثل تفاعلات الأكسدة والاختزال)،

ث. بيئة مستقرة (حماية من الإشعاع المُعقِّم).

أدلة على قابلية الحياة المُبكِّرة:

• تُظهر فوهتا جيل وجيزيرو رواسب طبقية، وشقوقاً طينية، وشبكات قنوات، ورواسب دلتاوية، ومعادن مائية، مما يشير إلى استمرار وجود البحيرات بشكل متقطع قبل 3.5- 3.8 مليار سنة.

• تشير الكربونات والكبريتات الموجودة في جميع أنحاء الكوكب إلى دورات مائية صخرية نشطة وأنظمة حرارية مائية محتملة.

• يدعم السجل الرسوبي مناخات مائية متقطعة - ربما بسبب انفجارات الميثان أو القسر البركاني - مع وجود بحيرات تدوم لآلاف إلى ملايين السنين.

4. بيئة المريخ ومناخه.

الظروف الجوية/الضغطية المتطرفة:

• حالياً ~600 باسكال (~0.6% من ضغط الأرض عند مستوى سطح البحر) - غير كافية لدعم الماء السائل في درجات حرارة السطح.

درجة الحرارة:

• تتراوح من -143 درجة مئوية إلى +20 درجة مئوية (-225 درجة فهرنهايت إلى +70 درجة فهرنهايت)، ومتوسطها ~-55 درجة مئوية.

التعرض للإشعاع:

• يؤدي نقص المجال المغناطيسي الكلي وطبقة الغلاف الجوي الرقيقة إلى ارتفاع مستوى الأشعة فوق البنفسجية والإشعاع المُؤين - مما يؤدي إلى تعقيم السطح.

السمية الكيميائية:

• تُكوّن بيركلورات الحديد المؤكسدة المنتشرة على نطاق واسع تربة شديدة التفاعل، مُعادية للميكروبات.

الغبار والتعرية:

• ينتشر غبار أكسيد الحديد في كل مكان، مُلوّناً الكوكب ومؤثراً على البعثات التي تعمل بالطاقة الشمسية.

الخلاصة:

• كوكب المريخ الحديث مُتجمِّد، قاحل، مُشعّ، وعدواني كيميائياً - مما لا يُساعد على وجود حياة على سطحه، على الرغم من أن البيئات الجوفية (أنابيب الحمم البركانية، وطبقات المياه الجوفية) لا تزال ملاذات محتملة.

5. هل تُلبي بيئة المريخ معايير الحياة؟

• ظروف السطح شبه مُعقَّمة.

• تُعدّ المواطن تحت السطح - المحمية من الإشعاع ودرجات الحرارة القصوى، والتي قد تحتوي على محاليل ملحية أو جليد - مناطق واعدة أكثر.

• تُشير النمذجة الجيوكيميائية إلى أن الميكروبات التي يُحرِّكها الهيدروجين (مثل الميثانوجينات) تحت السطح ربما ازدهرت خلال العصر النوحي (Noachian)، ولكنها ربما أُجبرت على التوغل في أعماق أكبر عندما تجمد السطح.

7. لماذا لم تُعثر على حياة على المريخ حتى الآن؟

أ. فقدان الغلاف الجوي: فقد المريخ معظم ثاني أكسيد الكربون مُبكراً، مما أعاق المناخ الدافئ واستقرار الغلاف المائي.

ب. فترات صلاحية مؤقتة للحياة: استمرت فترات من الماء من آلاف إلى ملايين السنين - وهي ليست بالضرورة كافية لحياة مُعقدة.

ت. تعقيم السطح: الإشعاع، والتربة المؤكسدة، وتقلبات درجات الحرارة من شأنها أن تقضي على الكائنات الحية المكشوفة.

ث. ملاجئ يصعب الوصول إليها: قد توجد أغلفة حيوية محتملة على عمق كيلومترات تحت السطح، بعيداً عن متناول الأدوات الحالية.

6. اكتشافات المركبة الجوالة ومفتاح شلالات تشيافا.

شلالات تشيافا (تموز 2024):

• صخرة على شكل رأس سهم (حوالي متر واحد × 0.6 متر) عُثر عليها في وادي نيريتفا، فوهة جيزيرو.

• تحتوي على عروق بيضاء من كبريتات الكالسيوم، وأشرطة من الهيماتيت، و"بقع النمر" - بقع بيضاء باهتة بمقياس المليمتر مع هالات سوداء. تُظهر أداة PIXL أن هذه الحلقات غنية بالحديد والفوسفات - وهي سمات كريات اختزال - أي بصمة حيوية محتملة.

صورٌ التقطتها مركبةٌ الفضاء روفر لطبقاتٍ من الصخور على سطح المريخ. تُفسَّر الطبقات الرقيقة على أنها رواسب ترسبت بفعل المياه المتدفقة. "التوت الأزرق" عبارةٌ عن رواسب صغيرة من الهيماتيت، بحجم كرة البلياردو. الهيماتيت معدنٌ يتشكل عادةً في الماء

• اكتشف SHERLOC مركبات عضوية عامة، ربما الكيروجين، على الرغم من عدم تحديد جزيئات محددة حتى الآن.

• من المحتمل وجود تكوين غير بيولوجي بديل عبر عمليات حرارية مائية أو بركانية في درجات حرارة لا تدعم الحياة.

• قام المسبار بحفر عينة من لب المريخ وتخزينها في تموز 2024 - وهي الخطوة الأولى في إعادة عينات المريخ.

نتائج أخرى للمسبار:

• وجد كيوريوسيتي كربوناً عضوياً (حوالي 10 أجزاء في المليون) وارتفاعاً في الميثان (حوالي 0.7 جزء في المليار موسمياً) في فوهة غيل.

• سلمت مركبة بيرسيفيرانس أكثر من 27 أنبوب عينة تحتوي على مواد نارية ورسوبية، كربونات، وعينات من الغلاف الجوي.

7. التعاون الدولي لاستكشاف المريخ.

• إعادة عينات المريخ (Mars Samples Return MSR): جهد مشترك بين ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية، يتكون من ثلاث بعثات (مركبة بيرسيفيرانس الحالية، ومركبة الهبوط لاسترجاع العينات + مركبة الصعود، ومسبار العودة إلى الأرض). كانت التكلفة المخططة في الأصل 7 مليارات دولار أمريكي مع عودة عام 2033؛ عُدِّلت إلى 11 مليار دولار أمريكي مع توقع عودة قريبة عام 2040 - قيد المراجعة للتحسين.

• ساهمت مركبة مارس إكسبريس التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية وتعاون وكالة الفضاء الأوروبية والصين في توفير بيانات معدنية وغلاف جوي قيّمة.

• تُمثل مركبة تيانوين-1/زورونغ الجوالة التابعة لوكالة الفضاء الوطنية الصينية (2021) المشاركة الرئيسية للصين؛ بينما تُثري مركبة مانجاليان الهندية، ومركبة هوب الإماراتية، وغيرها، المساهمات العالمية.

8. مستقبل استكشاف المريخ.

استعادة العينات والمختبرات المتقدمة:

بانتظار نجاح مشروع MSR، يمكن للمختبرات الأرضية، باستخدام التحليل الطيفي المتقدم والتأريخ بالكربون، تحديد الأحافير الدقيقة والشذوذات النظيرية، وهي ضرورة للكشف الدقيق عن الحياة.

المسابر تحت السطح:

يهدف مشروع رسم خرائط الجليد الكلي للمريخ المقترح (حوالي عام 2031) إلى العثور على جليد مدفون. قد تستكشف روبوتات الحفر وأجهزة قياس الزلازل كيلومتراتٍ تحت سطح الكوكب حيث قد توجد أنظمة بيئية محتملة تحت السطح.

يوجد الماء وجليد ثاني أكسيد الكربون ("الجليد الجاف") في الغطاء الجليدي القطبي الجنوبي للمريخ

البعثات البشرية:

مهام رواد الفضاء المتوقعة في ثلاثينيات وأربعينيات القرن الحادي والعشرين. الأهداف: جمع عينات مُعقّدة، ونشر حفارات عميقة تحت السطح، وريادة استخدام الموارد في الموقع.

أبحاث تشكيل الأرض:

لا تزال قيد التكهنات. لا تزال تقنيات مثل زيادة سماكة الغلاف الجوي (غازات الدفيئة) أو المرايا المدارية نظرية، وليست من الأولويات العاجلة.

الخلاصة.

يُقدم المريخ سجلاً مُثيراً للاهتمام ولكنه مُحيّر:

ملخص الأفكار الرئيسية:

صلاحية المريخ للسكن قديماً،

وجود أدلة قوية على وجود الماء والمواد العضوية ومصادر الطاقة،

انتقال قاسٍ: تبخر الماء، وفقدان الغلاف الجوي، أعقبتها ظروف تعقيمية،

وجود حياة على السطح غير مُرجح. بدون حماية، لا يُمكن للحياة أن تنجو من الإشعاع والكيمياء الحالية،

ملجأ تحت السطح: قد يُؤوي حياة سابقة أو حالية - ولكن لا يزال من الصعب الوصول إليها،

شلالات شيافا: أقوى دليل من المركبة الجوالة حتى الآن - بنية غنية بالمواد العضوية، ويُحتمل أن تكون حيوية،

الخطوات التالية: إعادة العينات، وإرسال البشر، والحفر أعمق للكشف عن الحياة تحت السطح.

ربما استضاف المريخ في السابق حياة ميكروبية تحت السطح، ولكن من المُرجح أن التحولات القاسية والقيود البيئية حدّت من تطورها أو بقائها بالقرب من السطح. تُعتبر صخرة شلالات شيافا مرشحة استثنائية لتكون بصمة حيوية، ومع ذلك، فإن التحقُّق منها ينتظر تحاليل على الأرض. إذا كانت الحياة موجودة، فقد تكون الآن مُختبئة في الأعماق - تنتظر بصمت قفزة البشرية التالية.