चित्र साभार: NASA
क्रिस्टोफर चिबा नासा एस्ट्रोविओलॉजी इंस्टीट्यूट की SETI संस्थान की प्रमुख टीम के लिए प्रमुख अन्वेषक है। चिबा ने पूर्व में ब्रह्मांड में जीवन के अध्ययन के लिए SETI संस्थान के केंद्र का नेतृत्व किया। उनकी एनएआई टीम पृथ्वी पर जीवन की शुरुआत और अन्य दुनिया पर जीवन की संभावना दोनों को देखते हुए कई तरह की शोध गतिविधियों का अनुसरण कर रही है। एस्ट्रोबायोलॉजी मैगज़ीन के मैनेजिंग एडिटर, हेनरी बर्टमैन ने हाल ही में चिबा से अपनी टीम के कई प्रोजेक्ट्स के बारे में बात की, जो पृथ्वी के वातावरण में ऑक्सीजन की उत्पत्ति और महत्व का पता लगाएंगे।
एस्ट्रोबायोलॉजी पत्रिका: आपकी टीम के सदस्य जिन परियोजनाओं पर काम कर रहे हैं उनमें से कई का पृथ्वी के वातावरण में ऑक्सीजन के साथ क्या करना है। आज ऑक्सीजन हवा का एक महत्वपूर्ण घटक है जिसे हम सांस लेते हैं। लेकिन प्रारंभिक पृथ्वी पर, वातावरण में बहुत कम ऑक्सीजन था। इस बात पर बहुत बहस है कि कैसे और कब ग्रह का वातावरण ऑक्सीजन युक्त हुआ। क्या आप बता सकते हैं कि आपकी टीम का शोध इस प्रश्न को कैसे समझेगा
क्रिस्टोफर चिबा: सामान्य कहानी, जिसके बारे में आप शायद परिचित हैं, वह यह है कि जब ऑक्जेनिक प्रकाश संश्लेषण विकसित हुआ, तब प्रारंभिक पृथ्वी पर ऑक्सीजन का एक विशाल जैविक स्रोत था। यह सामान्य दृश्य है। यह सही हो सकता है, और इस तरह के तर्कों में आमतौर पर मामला यह नहीं होता है कि एक प्रभाव सही है या नहीं। संभवतः कई प्रभाव सक्रिय थे। यह इस बात का सवाल है कि क्या प्रमुख प्रभाव था, या क्या तुलनीय महत्व के कई प्रभाव थे।
SETI संस्थान के शोधकर्ता फ्रीडमैन फ्रंड ने ऑक्सीजन के उदय के बारे में पूरी तरह से गैर-जैविक परिकल्पना की है, जिसे प्रयोगशाला के काम से कुछ प्रयोगात्मक समर्थन प्राप्त है जो उसने किया है। परिकल्पना यह है कि जब चट्टानें मैग्मा से जम जाती हैं, तो वे कम मात्रा में पानी को शामिल करती हैं। शीतलन और बाद की प्रतिक्रियाएं चट्टानों में पेरोक्सी लिंक (ऑक्सीजन और सिलिकॉन परमाणुओं से मिलकर) और आणविक हाइड्रोजन का उत्पादन करती हैं।
फिर, जब आग्नेय चट्टान बाद में अपक्षय हो जाती है, तो पेरोक्सी लिंक हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उत्पादन करते हैं, जो पानी और ऑक्सीजन में विघटित हो जाता है। तो, अगर यह सही है, तो बस आग्नेय चट्टानों का अपक्षय वायुमंडल में मुक्त ऑक्सीजन का एक स्रोत होने जा रहा है। और यदि आप ऑक्सीजन की कुछ मात्रा को देखते हैं जो कि फ्रीडमैन अपने प्रारंभिक प्रयोगों में अच्छी तरह से नियंत्रित स्थितियों में चट्टानों से जारी करने में सक्षम है, तो हो सकता है कि यह प्रारंभिक पृथ्वी पर ऑक्सीजन का पर्याप्त और महत्वपूर्ण स्रोत था।
इसलिए प्रकाश संश्लेषण के अलावा, किसी भी पृथ्वी जैसी दुनिया में ऑक्सीजन का एक प्रकार का प्राकृतिक स्रोत हो सकता है जिसमें आग्नेय गतिविधि और तरल पानी उपलब्ध था। यह सुझाव देगा कि सतह का ऑक्सीकरण कुछ ऐसा हो सकता है जो आपको होने की उम्मीद है, चाहे प्रकाश संश्लेषण जल्दी हो या देर से। (बेशक, इसका समय ऑक्सीजन सिंक पर भी निर्भर करता है।) मैं इस बिंदु पर सभी परिकल्पना पर जोर देता हूं, बहुत अधिक सावधानीपूर्वक जांच के लिए। फ्रीडमैन ने अब तक केवल पायलट प्रयोग किए हैं।
फ्रीडमैन के विचार के बारे में एक दिलचस्प बात यह है कि इससे पता चलता है कि जैविक विकास से पूरी तरह स्वतंत्र ग्रहों पर ऑक्सीजन का एक महत्वपूर्ण स्रोत हो सकता है। तो दुनिया की सतह के ऑक्सीकरण के लिए एक प्राकृतिक चालक हो सकता है, जिसके विकास के सभी आगामी परिणाम होंगे। या शायद नहीं। बिंदु काम करना है और पता लगाना है।
अपने काम का एक अन्य घटक, जिसे फ्रेडेमेन नासा एम्स रिसर्च सेंटर के माइक्रोबायोलॉजिस्ट लिन रॉथस्चिल के साथ करेगा, इस सवाल के साथ करना है कि क्या मौसम में आग्नेय चट्टानों से जुड़े वातावरण और ऑक्सीजन के उत्पादन में, आपने सूक्ष्म वातावरण बनाया होगा उन वातावरणों में रहने वाले कुछ सूक्ष्मजीवों को ऑक्सीजन युक्त वातावरण के लिए पहले से अनुकूलित करने की अनुमति होगी। वे उस प्रश्न को हल करने की कोशिश करने के लिए सूक्ष्मजीवों के साथ काम कर रहे होंगे।
AM: एम्मा बैंक शनि के चंद्रमा टाइटन के वातावरण में रासायनिक बातचीत देख रहे होंगे। प्रारंभिक पृथ्वी पर ऑक्सीजन को समझने में यह कैसे टाई करता है?
प्रतिलिपि: एमा का एक और अजैविक तरीका है जो दुनिया की सतह को ऑक्सीकरण करने में महत्वपूर्ण हो सकता है। एम्मा रासायनिक कम्प्यूटेशनल मॉडल करता है, जो क्वांटम मैकेनिकल स्तर तक नीचे आता है। वह उन्हें कई संदर्भों में करती है, लेकिन धुंध के गठन के साथ इस प्रस्ताव के लिए क्या प्रासंगिक है।
टाइटन पर - और संभवतः प्रारंभिक पृथ्वी पर भी, प्रारंभिक पृथ्वी के वातावरण के लिए आपके मॉडल पर निर्भर करता है - ऊपरी वायुमंडल में मीथेन [मीथेन अणुओं का मिश्रण बड़े हाइड्रोकार्बन-चेन अणुओं में] का एक बहुलककरण है। टाइटन का वातावरण कई प्रतिशत मीथेन है; लगभग सभी इसके बाकी आणविक नाइट्रोजन हैं। यह सूरज से पराबैंगनी प्रकाश के साथ बमबारी करता है। यह शनि के मैग्नेटोस्फीयर से आवेशित कणों के साथ बमबारी भी करता है। उस का प्रभाव, मीथेन, CH4 पर अभिनय करना, मीथेन को तोड़ना और इसे लंबी श्रृंखला के हाइड्रोकार्बन में विभाजित करना है।
यदि आप मीथेन को लंबी और लंबी कार्बन श्रृंखलाओं में विभाजित करना शुरू करते हैं, तो हर बार जब आप श्रृंखला में एक और कार्बन जोड़ते हैं, तो आपको कुछ हाइड्रोजन से छुटकारा मिल जाता है। उदाहरण के लिए, सीएच 4 (मीथेन) से सी 2 एच 6, (ईथेन) तक जाने के लिए आपको दो हाइड्रोजेन से छुटकारा पाना होगा। हाइड्रोजन एक अत्यंत हल्का परमाणु है। यहां तक कि अगर यह H2 बनाता है, तो यह एक बेहद हल्का अणु है, और टाइटन के वायुमंडल के शीर्ष से वह अणु खो गया है, जैसे वह पृथ्वी के वायुमंडल के ऊपर से खो गया है। यदि आप अपने वातावरण के शीर्ष से हाइड्रोजन से खून बहाते हैं, तो शुद्ध प्रभाव सतह को ऑक्सीकरण करना है। तो यह एक और तरीका है जो आपको दुनिया की सतह का शुद्ध ऑक्सीकरण प्रदान करता है।
टाइटन पर जो कुछ भी होता है उसके संबंध में एम्मा की दिलचस्पी मुख्य रूप से इसमें है। लेकिन यह प्रारंभिक पृथ्वी के लिए एक प्रकार के वैश्विक ऑक्सीकरण तंत्र के रूप में भी संभावित रूप से प्रासंगिक है। और, तस्वीर में नाइट्रोजन लाने से, वह इन स्थितियों से बाहर निकलने वाले अमीनो एसिड के संभावित उत्पादन में रुचि रखती है।
AM: पृथ्वी पर प्रारंभिक जीवन के रहस्यों में से एक यह है कि ओजोन ढाल प्रदान करने के लिए वातावरण में पर्याप्त ऑक्सीजन होने से पहले पराबैंगनी (यूवी) विकिरण के हानिकारक प्रभावों से कैसे बचा। जेनिस बिशप, नथाली कैबरोल और एडमंड ग्रिन, जो सभी SETI संस्थान के साथ हैं, इनमें से कुछ रणनीतियों की खोज कर रहे हैं।
प्रतिलिपि: और वहाँ बहुत सारी संभावित रणनीतियाँ हैं। एक तो सतह के नीचे पर्याप्त गहरा है, चाहे आप भूमि या समुद्र के बारे में बात कर रहे हों, पूरी तरह से परिरक्षित होने के लिए। एक और पानी के भीतर खनिजों द्वारा परिरक्षित किया जाना है। जेनिस और लिन रोथस्चाइल्ड एक ऐसी परियोजना पर काम कर रहे हैं जो पानी में फेरिक ऑक्साइड खनिजों की भूमिका की एक प्रकार की यूवी शील्ड के रूप में जांच कर रही है।
ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में पानी में लोहा फेरिक ऑक्साइड के रूप में मौजूद होगा। (जब आपके पास अधिक ऑक्सीजन होता है, तो लोहा आगे ऑक्सीकरण करता है; यह लौह बन जाता है और बाहर निकल जाता है।) फेरिक ऑक्साइड संभावित रूप से प्रारंभिक महासागरों, या शुरुआती तालाबों या झीलों में एक पराबैंगनी ढाल की भूमिका निभा सकता है। यह जांचने के लिए कि यह संभावित यूवी शील्ड के रूप में कितना अच्छा है, कुछ माप हैं जिन्हें आप बनाना चाहते हैं, जिसमें प्राकृतिक वातावरण में माप शामिल हैं, जैसे कि येलोस्टोन में। और एक बार फिर लिन के शामिल होने के साथ काम करने के लिए एक सूक्ष्मजीवविज्ञानी घटक है।
यह उस परियोजना से संबंधित है जिसे नथाली कैबरोल और एडमंड ग्रिन अलग नजरिए से अपना रहे हैं। नथाली और एडमंड मंगल ग्रह में बहुत रुचि रखते हैं। वे दोनों मंगल अन्वेषण रोवर विज्ञान टीम पर हैं। अपने मंगल कार्य के अलावा, नथाली और एडमंड पृथ्वी पर मंगल अनुरूप स्थलों के रूप में वातावरण का पता लगाते हैं। उनकी जांच का एक विषय उच्च-यूवी वातावरण में जीवित रहने की रणनीति है। लाइसेंकबुर (एंडीज में एक निष्क्रिय ज्वालामुखी) पर छह किलोमीटर ऊंची एक झील है। अब हम जानते हैं कि झील में सूक्ष्म जीवन है। और हम जानना चाहते हैं कि वहां के उच्च-यूवी वातावरण में जीवित रहने के लिए इसकी रणनीतियां क्या हैं? और यह एक अलग, बहुत अनुभवजन्य तरीका है कि इस सवाल पर कि जीवन पृथ्वी पर मौजूद उच्च-यूवी वातावरण में कैसे जीवित रहा।
इन चार परियोजनाओं को सभी युग्मित किया गया है, क्योंकि उन्हें प्रारंभिक पृथ्वी पर ऑक्सीजन के उदय के साथ क्या करना है, जीवों के वातावरण में पर्याप्त ऑक्सीजन होने से पहले कैसे जीवित रहे, और फिर, यह सब मंगल ग्रह से कैसे संबंधित है।
मूल स्रोत: एस्ट्रोबायोलॉजी पत्रिका
