خاک خط الراس صخره ای در قطب جنوب مرکزی هرگز حاوی میکروارگانیسم ها نبوده است.
برای اولین بار ، دانشمندان کشف کرده اند که به نظر می رسد هیچ زندگی در خاک روی سطح زمین وجود ندارد. این خاک از دو پشته بادگیر ، صخره ای در فضای داخلی قطب جنوب ، 300 مایل از قطب جنوبی ، که در آن هزاران پا یخ به کوه ها نفوذ می کند ، می آید.
نوح Firer ، یک اکولوژیست میکروبی در دانشگاه کلرادو بولدر ، که تیمش در حال تحصیل در خاک است ، می گوید: "مردم همیشه فکر کرده اند که میکروب ها سخت هستند و می توانند در هر جایی زندگی کنند." از این گذشته ، ارگانیسم های تک سلولی که در دریچه های گرمابی با دمای بیش از 200 درجه فارنهایت زندگی می کنند ، در دریاچه های زیر نیم مایل یخ در قطب جنوب و حتی 120،000 پا بالاتر از استراتوسفر زمین پیدا شده اند. اما پس از یک سال کار ، فرر و دانشجوی دکترا نیکلاس اژدها هنوز هیچ نشانه ای از زندگی در خاک قطب جنوب را که جمع آوری کرده اند پیدا نکرده اند.
Firer و Dragone خاک هایی را از 11 محدوده کوهستانی مختلف مورد مطالعه قرار دادند که نمایانگر طیف گسترده ای از شرایط است. آنهایی که از مناطق کوهستانی پایین و کمتر سرد هستند حاوی باکتری ها و قارچ ها هستند. اما در بعضی از کوههای دو بالاترین ، خشک ترین و سردترین رشته کوه هیچ نشانه ای از زندگی وجود ندارد.
فرر گفت: "ما نمی توانیم بگوییم که آنها استریل هستند." میکروبیولوژیست ها عادت دارند که میلیون ها سلول را در یک قاشق چایخوری خاک پیدا کنند. بنابراین ، تعداد بسیار کمی (به عنوان مثال 100 سلول زنده) ممکن است از تشخیص فرار کند. "اما تا آنجا که ما می دانیم ، آنها هیچ میکروارگانیسم هایی ندارند."
این که آیا برخی از خاک ها واقعاً فاقد زندگی هستند یا بعداً کشف شده است که حاوی برخی از سلول های بازمانده است ، یافته های جدیدی که اخیراً در ژورنال JGR Biogeosc علوم منتشر شده است می تواند در جستجوی زندگی در مریخ کمک کند. خاک قطب جنوب به طور دائم یخ زده ، پر از نمک سمی است و به مدت دو میلیون سال آب مایع زیادی نداشته است - از نظر خاک مریخ.
آنها در طی یک اکسپدیشن با بودجه بنیاد ملی در ژانویه سال 2018 به مناطق دور افتاده کوههای Transantarctic جمع آوری شدند. آنها از فضای داخلی قاره عبور می کنند و فلات قطبی مرتفع را در شرق از یخ کم ارتفاع در غرب جدا می کنند. دانشمندان اردوگاهی را در یخچال های Shackleton ، یک کمربند نوار نقاله 60 مایل از یخ که در کوهستان جاری می شود ، راه اندازی کردند. آنها از هلیکوپترها برای پرواز به ارتفاعات بالا و جمع آوری نمونه ها از بالا و پایین یخچال استفاده کردند.
در کوههای گرم و مرطوب در پای یک یخچال ، فقط چند صد فوت از سطح دریا ، آنها دریافتند که خاک توسط حیوانات کوچکتر از دانه کنجد ساکن است: کرم های میکروسکوپی ، تاردیگراد هشت پا ، روتفرها و کرمهای ریز. به نام Springtails. حشرات بالدار این خاکهای ماسه ای لخت و شنی حاوی کمتر از هزارم میزان باکتری های موجود در یک چمن خوب است که به اندازه کافی برای تهیه غذا برای گیاهخواران کوچک که در زیر سطح قرار دارند ، تهیه می شود.
اما این علائم زندگی به تدریج ناپدید شد زیرا تیم از کوههای بالاتر عمیق تر به یخچال و فریزر می رفتند. در بالای یخچال ، آنها از دو کوه - مونت شرودر و کوه رابرتز - که بیش از 7000 فوت ارتفاع دارد ، بازدید کردند.
به یاد می آورد که بازدید از کوه شرودر وحشیانه بود ، به یاد می آورد بایرون آدامز ، زیست شناس در دانشگاه بریگام جوان در پروو ، یوتا ، که رهبری این پروژه را بر عهده داشت. دمای این روز تابستان نزدیک به 0 درجه فارنهایت است. باد زوزه به آرامی یخ و برف را تبخیر کرد و کوهها را لخت کرد ، تهدیدی مداوم برای بلند کردن و پرتاب بیل های باغ که برای حفر ماسه آورده بودند. این زمین در سنگهای آتشفشانی مایل به قرمز پوشانده شده است که بیش از صدها میلیون سال توسط باد و باران از بین رفته است و آنها را در حال غرق شدن و صیقل می دهد.
هنگامی که دانشمندان سنگ را بلند کردند ، فهمیدند که پایه آن با پوسته ای از نمک های سفید پوشیده شده است - کریستال های سمی پرکلرات ، کلرات و نیترات. پرکلراتها و کلراتها ، نمکهای خوردگی خورنده مورد استفاده در سوخت موشک و سفید کننده صنعتی نیز به وفور در سطح مریخ یافت می شوند. بدون آب برای شستن آب ، نمک روی این کوههای قطب جنوب خشک جمع می شود.
آدامز گفت: "این مانند نمونه برداری در مریخ است." وقتی بیل را به داخل می چسبانید ، "می دانید که اولین چیزی هستید که برای همیشه در خاک مزاحم می شوید - شاید میلیون ها سال."
محققان اظهار داشتند که حتی در چنین ارتفاعات و در سخت ترین شرایط ، آنها هنوز هم میکروارگانیسم های زنده در خاک پیدا می کنند. اما این انتظارات در اواخر سال 2018 شروع به محو شدن کرد ، هنگامی که اژدها از تکنیکی به نام واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) برای تشخیص DNA میکروبی در خاک استفاده کرد. اژدها 204 نمونه را از کوههای بالا و زیر یخچال آزمایش کرد. نمونه هایی از کوههای خنک کننده پایین تر مقادیر زیادی DNA را به همراه داشتند. اما بیشتر نمونه ها (20 ٪) از ارتفاعات زیاد ، از جمله بیشتر از کوه شرودر و رابرتز ماسیف ، برای هیچ نتیجه ای مورد آزمایش قرار نگرفتند ، و این نشان می دهد که آنها دارای میکروارگانیسم های بسیار کمی هستند یا شاید اصلاً هیچ یک از آنها.
فرل گفت: "هنگامی که او برای اولین بار به من نتیجه داد ، فکر کردم ،" چیزی اشتباه است. " او فکر می کرد که باید در نمونه یا تجهیزات آزمایشگاه مشکلی وجود داشته باشد.
اژدها سپس یک سری آزمایش های اضافی را برای جستجوی علائم زندگی انجام داد. وی خاک را با گلوکز درمان کرد تا ببیند آیا ارگانیسم های خاصی در خاک آن را به دی اکسید کربن تبدیل کرده اند. او در تلاش بود تا یک ماده شیمیایی به نام ATP را کشف کند ، که توسط تمام زندگی روی زمین برای ذخیره انرژی استفاده می شود. برای چند ماه ، او قطعاتی از خاک را در مخلوط های مختلف مغذی کشت ، و سعی در متقاعد کردن میکروارگانیسم های موجود برای رشد به مستعمرات داشت.
فرل گفت: "نیک سینک آشپزخانه را به این نمونه ها انداخت." با وجود همه این آزمایشات ، او هنوز در بعضی از خاک ها چیزی پیدا نکرد. "این واقعاً شگفت انگیز است."
ژاکلین گاردیال ، میکروبیولوژیست محیط زیست در دانشگاه گلف در کانادا ، نتایج را "فریبنده" می نامد ، به ویژه تلاش های اژدها برای تعیین اینکه چه عواملی در احتمال یافتن میکروارگانیسم ها در یک مکان معین تأثیر می گذارد. وی دریافت که ارتفاع زیاد و غلظت کلرات بالا قویترین پیش بینی کننده عدم موفقیت در زندگی است. گودیر گفت: "این یک کشف بسیار جالب است." "این در مورد محدودیت های زندگی روی زمین چیزهای زیادی به ما می گوید."
او کاملاً متقاعد نشده است که خاک آنها واقعاً بی جان است ، بخشی از آن به دلیل تجربیات خودش در بخش دیگری از قطب جنوب.
چند سال پیش ، او خاک هایی را از یک محیط مشابه در کوههای Transantarctic ، مکانی در 500 مایلی شمال غربی یخچال شاکلتون به نام دره دانشگاه مطالعه کرد که ممکن است 120،000 سال از رطوبت قابل توجهی برخوردار نباشد یا دمای ذوب شود. هنگامی که او آن را به مدت 20 ماه در دمای 23 درجه فارنهایت ، دمای معمولی تابستان در دره انکوبه کرد ، خاک هیچ نشانه ای از زندگی نشان نداد. اما هنگامی که او نمونه خاک را چند درجه بالاتر از انجماد گرم کرد ، برخی رشد باکتریها را نشان دادند.
به عنوان مثال ، دانشمندان کشف کرده اند که سلولهای باکتریایی حتی پس از هزاران سال در یخچالهای طبیعی زنده مانده اند. هنگامی که آنها به دام می افتند ، متابولیسم سلول می تواند یک میلیون بار کند شود. آنها به وضعیتی می روند که دیگر رشد نمی کنند ، بلکه فقط آسیب DNA ناشی از پرتوهای کیهانی را که به یخ نفوذ می کنند ، ترمیم می کنند. گودیر حدس می زند که این "بازماندگان آهسته" ممکن است کسانی باشند که وی در دره کالج پیدا کرده است - او گمان می کند که اگر Dragone و Firer 10 بار خاک بیشتری را مورد تجزیه و تحلیل قرار داده بودند ، ممکن است آنها را در Roberts Massif یا Schroeder Mountain پیدا کنند.
برنت کریستنر ، که میکروب های قطب جنوب را در دانشگاه فلوریدا در گاینزویل تحصیل می کند ، معتقد است که این خاکهای خشک و دارای ارتفاع زیاد می توانند به بهبود زندگی در مریخ کمک کنند.
وی خاطرنشان کرد: فضاپیمای وایکینگ 1 و وایکینگ 2 ، که در سال 1976 روی مریخ فرود آمد ، آزمایش های کشف زندگی را انجام داد که بخشی از آن بر اساس مطالعات خاک کم ارتفاع در نزدیکی ساحل قطب جنوب ، منطقه ای به نام دره های خشک انجام شد. برخی از این خاک ها در تابستان از ذوب آب مرطوب می شوند. آنها نه تنها میکروارگانیسم ها ، بلکه در بعضی جاها کرم های کوچک و حیوانات دیگر نیز دارند.
در مقابل ، خاکهای خشک بالاتر کوه رابرتز و کوه شرودر ممکن است زمینه های آزمایش بهتری را برای سازهای مریخ فراهم کنند.
کریستنر گفت: "سطح مریخ بسیار بد است." "هیچ ارگانیسم روی زمین نمی تواند روی سطح زنده بماند" - حداقل اینچ یا دو اینچ. هر فضاپیمایی که در جستجوی زندگی به آنجا می رود ، باید برای کار در برخی از سخت ترین مکان های روی زمین آماده شود.
کپی رایت © 1996-2015 انجمن نشنال جغرافیایی. کپی رایت © National Geographic Partners ، LLC ، 2015-2023. کلیه حقوق محفوظ است.