जीवन का समर्थन करने के लिए बर्फीले संसारों पर पर्याप्त रसायन हैं?

दशकों से, वैज्ञानिकों ने माना है कि बृहस्पति के चंद्रमा यूरोपा की बर्फीली सतह के नीचे जीवन हो सकता है। उस समय से, साक्ष्य की कई लाइनें सामने आई हैं जो बताती हैं कि यह अकेला नहीं है। वास्तव में, सौर मंडल के भीतर, कई "महासागर दुनिया" हैं जो संभावित रूप से मेजबान जीवन को शामिल कर सकती हैं, जिसमें सेरेस, गैनीमेड, एन्सेलाडस, टाइटन, डायन, ट्राइटन और शायद प्लूटो भी शामिल हैं।

लेकिन क्या होगा अगर हम जानते हैं कि जीवन के लिए तत्व इन दुनियाओं पर प्रचुर मात्रा में नहीं हैं? एक नए अध्ययन में, हार्वर्ड स्मिथसोनियन सेंटर ऑफ एस्ट्रोफिजिक्स (CfA) के दो शोधकर्ताओं ने यह निर्धारित करने की मांग की कि क्या वास्तव में समुद्र की दुनिया पर जैवविषयक तत्वों की कमी हो सकती है। उनके निष्कर्ष सौर मंडल और उससे आगे के जीवन के अस्तित्व के लिए व्यापक प्रभाव हो सकते हैं, इसका अध्ययन करने की हमारी क्षमता का उल्लेख नहीं है।

अध्ययन, जिसका शीर्षक है "क्या जैव-रासायनिक तत्वों की कमी के कारण उप-महासागरीय दुनिया में अलौकिक जीवन को दबा दिया गया है?" हाल ही में ऑनलाइन दिखाई दिया। अध्ययन का नेतृत्व हार्वर्ड विश्वविद्यालय और CfA में इंस्टीट्यूट फॉर थ्योरी एंड कम्प्यूटेशन (ITC) के पोस्टडॉक्टोरल फेलो मनसवी लिंगम ने किया था, जो अब्राहम लोएब - ITC के निदेशक और फ्रैंक बी। बैरड, जूनियर प्रोफेसर के सहयोग से किया गया था। हार्वर्ड में विज्ञान के।

पिछले अध्ययनों में, पानी की मौजूदगी पर ध्यान देने के लिए चंद्रमा और अन्य ग्रहों की आदत पर सवाल उठे हैं। यह सच है जब यह सौर मंडल के भीतर ग्रहों और चंद्रमाओं के अध्ययन की बात आती है, और विशेष रूप से सच है जब यह अतिरिक्त सौर ग्रहों के अध्ययन की बात आती है। जब उन्हें नए एक्सोप्लैनेट मिले हैं, तो खगोलविदों ने इस बात पर पूरा ध्यान दिया है कि ग्रह अपने तारे के रहने योग्य क्षेत्र के भीतर प्रश्न कक्षाओं में है या नहीं।

यह निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है कि ग्रह अपनी सतह पर तरल पानी का समर्थन कर सकता है या नहीं। इसके अलावा, खगोलविदों ने यह निर्धारित करने के लिए चट्टानी एक्सोप्लेनेट्स के आसपास से स्पेक्ट्रा प्राप्त करने का प्रयास किया है कि क्या हाइड्रोजन गैस की उपस्थिति के कारण इसका वायुमंडल से पानी की कमी हो रही है। इस बीच, अन्य अध्ययनों ने ऊर्जा स्रोतों की उपस्थिति का निर्धारण करने का प्रयास किया है, क्योंकि यह जीवन के लिए भी आवश्यक है क्योंकि हम इसे जानते हैं।

इसके विपरीत, डॉ। लिंगम और प्रो। लोएब ने विचार किया कि समुद्र के ग्रहों पर जीवन का अस्तित्व पोषक तत्वों (एलएन) की उपलब्धता पर निर्भर हो सकता है। कुछ समय के लिए, इस बात पर काफी बहस हुई है कि अतिरिक्त-स्थलीय जीवन के लिए कौन से पोषक तत्व आवश्यक होंगे, क्योंकि ये तत्व एक स्थान से दूसरे स्थान पर और समय-समय पर भिन्न हो सकते हैं। जैसा कि लिंगम ने ईमेल के माध्यम से अंतरिक्ष पत्रिका को बताया:

“जीवन के लिए आवश्यक तत्वों की अधिकतर स्वीकृत सूची, क्योंकि हम जानते हैं कि इसमें हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, कार्बन, नाइट्रोजन और सल्फर शामिल हैं। इसके अलावा, कुछ ट्रेस मेटल्स (उदा। लोहा और मोलिब्डेनम) भी जीवन के लिए मूल्यवान हो सकते हैं क्योंकि हम इसे जानते हैं, लेकिन बायोसेशियल ट्रेस धातुओं की सूची अनिश्चितता और परिवर्तनशीलता के उच्च स्तर के अधीन है। "

अपने उद्देश्यों के लिए, डॉ। लोएब ने पृथ्वी के महासागरों का उपयोग करके एक मॉडल बनाया, यह निर्धारित करने के लिए कि कैसे स्रोत और सिंक - अर्थात् कारक जो एलियन तत्वों को क्रमशः महासागरों में जोड़ते हैं या बहाते हैं - समुद्र की दुनिया के लोगों के समान हो सकते हैं। पृथ्वी पर, इन पोषक तत्वों के स्रोतों में फ़्लूवियल (नदियों से), वायुमंडलीय और हिमनदी स्रोत शामिल हैं, जिसमें सूर्य के प्रकाश द्वारा ऊर्जा प्रदान की जाती है।

इन पोषक तत्वों में से, उन्होंने निर्धारित किया कि सबसे महत्वपूर्ण फास्फोरस होगा, और इस बात की जांच की गई कि यह और अन्य तत्व समुद्र की दुनिया में कितने प्रचुर मात्रा में हो सकते हैं, जहां स्थितियां बिल्कुल अलग हैं। जैसा कि डॉ। लिंगम ने समझाया, यह मानना ​​उचित है कि इन दुनियाओं पर, जीवन का संभावित अस्तित्व शुद्ध प्रवाह (स्रोत) और शुद्ध बहिर्वाह (सिंक) के बीच एक संतुलन के लिए नीचे आ जाएगा।

"अगर सिंक स्रोतों की तुलना में बहुत अधिक प्रभावी हैं, तो यह संकेत दे सकता है कि तत्व अपेक्षाकृत जल्दी समाप्त हो जाएंगे। अन्य स्रोतों और डूब के परिमाणों का अनुमान लगाने के लिए, हमने पृथ्वी के अपने ज्ञान को आकर्षित किया और इसे इन महासागरों के अन्य बुनियादी मानकों जैसे महासागर के पीएच, दुनिया के आकार, आदि के अवलोकन से जाना जाता है। / सैद्धांतिक मॉडल। ”

जबकि वायुमंडलीय स्रोत आंतरिक महासागरों के लिए उपलब्ध नहीं होंगे, डॉ। लोएब ने हाइड्रोथर्मल वेंट द्वारा निभाई गई भूमिका पर विचार किया। पहले से ही, इस बात के प्रचुर प्रमाण हैं कि ये युरोपा, एन्सेलेडस और अन्य महासागरों पर मौजूद हैं। उन्होंने अजैविक स्रोतों पर भी विचार किया, जिसमें पृथ्वी पर बारिश से चट्टानों से लीची वाले खनिज शामिल हैं, लेकिन इन चंद्रमाओं के आंतरिक महासागरों द्वारा चट्टानों के अपक्षय से युक्त होगा।

अंततः, उन्होंने पाया कि पानी और ऊर्जा के विपरीत, पोषक तत्वों को सीमित करना सीमित आपूर्ति में हो सकता है जब यह हमारे सौर ऊर्जा में समुद्र की दुनिया में आता है:

"हमने पाया कि, हमारे मॉडल में मान्यताओं के अनुसार, फॉस्फोरस, जो कि जैव-तत्वों में से एक है, समुद्र की दुनिया में तेजी से समय (भूगर्भीय मानकों द्वारा) से समाप्त हो जाता है, जिनके सागर प्रकृति में तटस्थ या क्षारीय होते हैं, और जिनके पास हाइड्रोथर्मल गतिविधि होती है (यानी समुद्र तल पर हाइड्रोथर्मल वेंट सिस्टम)। इसलिए, हमारे काम से पता चलता है कि इन महासागरों में दुनिया भर में कम सांद्रता में जीवन मौजूद हो सकता है (या केवल स्थानीय पैच में मौजूद हो सकता है), और इसलिए आसानी से पता लगाने योग्य नहीं हो सकता है। "

यह स्वाभाविक रूप से बाहरी सौर मंडल में यूरोपा और अन्य चंद्रमाओं के लिए नियत मिशन के लिए निहितार्थ है। इनमें नासा भी शामिल हैयूरोपा क्लिपर मिशन, जिसे वर्तमान में 2022 और 2025 के बीच लॉन्च किया जाना है। यूरोपा के फ्लाईबिस की एक श्रृंखला के माध्यम से, यह जांच चंद्रमा की सतह से आने वाले प्लम गतिविधि में बायोमार्कर को मापने का प्रयास करेगी।

इसी तरह के मिशन एन्सेलेडस के लिए प्रस्तावित किए गए हैं, और नासा टाइटन के वातावरण, सतह और मीथेन झीलों का पता लगाने के लिए "ड्रैगनफ्लाई" मिशन पर भी विचार कर रहा है। हालांकि, अगर डॉ। लोएब का अध्ययन सही है, तो इन मिशनों की संभावना सौर मंडल में एक महासागर की दुनिया पर जीवन के किसी भी संकेत को खोजने के बजाय पतली है। फिर भी, जैसा कि लिंगम ने संकेत दिया, वे अभी भी मानते हैं कि ऐसे मिशनों को माउंट किया जाना चाहिए।

"हालांकि हमारा मॉडल भविष्यवाणी करता है कि इन दुनिया के भविष्य के अंतरिक्ष मिशनों में अलौकिक जीवन का पता लगाने के मामले में सफलता की संभावना कम हो सकती है, हम मानते हैं कि ऐसे मिशन अभी भी पीछा करने के योग्य हैं," उन्होंने कहा। "ऐसा इसलिए है क्योंकि वे एक उत्कृष्ट अवसर प्रदान करेंगे: (i) परीक्षण और / या हमारे मॉडल की महत्वपूर्ण भविष्यवाणियों को गलत ठहराते हैं, और (ii) अधिक डेटा एकत्र करते हैं और समुद्र की दुनिया और उनके जैव रासायनिक चक्रों के बारे में हमारी समझ में सुधार करते हैं।"

इसके अलावा, जैसा कि प्रो। लोएब ने ईमेल के माध्यम से संकेत दिया, यह अध्ययन "जीवन के रूप में हम इसे जानते हैं" पर केंद्रित था। अगर इन दुनिया के लिए एक मिशन अतिरिक्त-स्थलीय जीवन के स्रोतों को मिला, तो यह इंगित करेगा कि जीवन उन स्थितियों और तत्वों से उत्पन्न हो सकता है जिनसे हम परिचित नहीं हैं। जैसे, यूरोपा और अन्य महासागरों की खोज केवल उचित नहीं है, बल्कि आवश्यक है।

"हमारे कागज से पता चलता है कि तत्व जो-रसायन विज्ञान-के-जीवन-जैसे-हम-यह-जानते हैं 'के लिए आवश्यक हैं, जैसे कि फॉस्फोरस, उपसतह महासागरों में समाप्त हो जाते हैं," उन्होंने कहा। इसके परिणामस्वरूप, यूरोपियन या एन्सेलेडस की सतह की बर्फ के नीचे मौजूद महासागरों में जीवन चुनौतीपूर्ण होगा। यदि भविष्य के मिशन फॉस्फोरस के घटते स्तर की पुष्टि करते हैं लेकिन फिर भी इन महासागरों में जीवन पाते हैं, तो हमें पृथ्वी पर जीवन के अलावा जीवन के लिए एक नए रासायनिक मार्ग का पता चल जाएगा। ”

अंत में, वैज्ञानिकों को "लो-हैंगिंग फ्रूट" दृष्टिकोण अपनाने के लिए मजबूर किया जाता है जब यह ब्रह्मांड में जीवन की खोज के लिए आता है। ऐसे समय तक जब तक हम पृथ्वी से परे जीवन पाते हैं, हमारे सभी शिक्षित अनुमान जीवन पर आधारित होंगे क्योंकि यह यहां मौजूद है। मैं वहां से बाहर निकलने और यूनिवर्स की खोज करने के लिए एक बेहतर कारण की कल्पना नहीं कर सकता!