الصفيحة الجليدية في جرينلاند متشابهة من عدة نواحٍ للعوالم الجليدية للنظام الشمسي ويمكنها أن تعلمنا كيفية البحث عن الحياة
العديد من المناطق على الأرض هي بيئات معتدلة وغنية بالمغذيات ومستقرة حيث يبدو أن الحياة تزدهر بسهولة. لكن ليس كل الأرض. بعض الأجزاء ، مثل الغطاء الجليدي في جرينلاند ، غير مضيافة.
في بحثنا الناشئ عن الحياة في أي مكان آخر في النظام الشمسي ، من المنطقي أننا سننظر إلى عوالم هامشية وغير مضيافة. إن العوالم الجليدية مثل قمر كوكب المشتري ، أوروبا ، وقمر زحل إنسيلادوس هي أكثر أهدافنا احتمالية. هذه العوالم المتجمدة لديها محيطات دافئة تحت طبقات من الجليد.
ما الذي يمكن أن تخبرنا به الأنظمة البيئية المجمدة في جرينلاند عن البحث عن الحياة على الأجسام الجليدية مثل أوروبا وإنسيلادوس؟
أي كائنات حية تكيفت لتعيش عليها لوح الجليد في جرينلاند (GrIS) يجب أن تكون صعبة. إنها بيئة قاسية حيث يتعين على الحياة التعامل مع التعرض لفترات طويلة لدرجات حرارة دون الصفر. تتعرض المناطق القطبية للأرض أيضًا لإشعاع أكثر من أجزاء أخرى من الأرض ، بسبب طبيعة الغلاف المغناطيسي. وفقًا لبعض العلماء ، يمكن أن تساعدنا الشبكة العالمية للمعلومات (GrIS) في بحثنا عن الحياة في عوالم أخرى ، حيث تكون الظروف قاسية بالمثل.
لورا سانشيز غارسيا عالمة جيولوجيا في Centro de Astrobiología في مدريد ، إسبانيا. زارت سانشيز جارسيا موقعًا ميدانيًا في جرينلاند في يوليو 2021 لدراسة النظم البيئية المبردة للميكروبات. يشبه GrIS نوعًا ما مختبرًا لدراسة هذه الأنظمة ، ووفقًا لسانشيز جارسيا ، قد يكون للغطاء الجليدي آثار في بحثنا عن الحياة على أوروبا وإنسيلادوس وعوالم جليدية أخرى.
لورا سانشيز جارسيا تشغل مثقاب الجليد في GrIS. حقوق الصورة: Laura Sanchez-Garcia / CAB (INTA-CSIC)
ليست GrIS نفسها هي التي جذبت كل هذا الاهتمام. هناك أيضًا بحيرات جليدية ، ومستنقعات خث ، وتيارات ذوبان ، وتربة صقيعية. مجتمعة ، يمكن أن تستضيف كل هذه البيئات بيئات ميكروبية تمثل مراحل مختلفة من التطور محب للقلق الكائنات الدقيقة.
ركزت جهود سانشيز جارسيا على ما يسمى المؤشرات الحيوية للدهون. إنها جزيئات عضوية محددة يمكن إرجاعها إلى الكائنات الحية المصدر. تشتمل الدهون على الدهون والشمع ، ويمكن تحجرها وحفظها في الصخور الرسوبية والجليد من خلال أطر زمنية جيولوجية ، على عكس العلامات الأخرى مثل الحمض النووي والبروتينات. أدت الاختراقات في علم الجينوم والمعلوماتية الحيوية إلى تطوير دراسة المؤشرات الحيوية للدهون ، وساعدت في تنمية فهمنا لتاريخ الحياة الميكروبية على الأرض. تساعد هذه الاكتشافات نفسها في تشكيل بحثنا عن الحياة في عوالم أخرى في نظامنا الشمسي.
استعادت سانشيز جارسيا وزميلها دانيال كاريزو عينات لب الجليد من مواقع مختلفة في GrIS وحولها. أخذوا عينات من مزيج من الجليد الأقدم ، والجليد الأصغر سنا ، والجليد الأنظف والأوساخ من أعماق تتراوح بين 50 إلى 80 سم (20 إلى 31 بوصة). كما أخذوا عينات من المياه الذائبة وعينات الرواسب من تآكل الصخور الأساسية ، وعينات المياه من مجموعة متنوعة من أنواع البحيرات المختلفة ، بما في ذلك بحيرة مالحة. تم ترشيح وتحليل جميع العينات. تم تحليل عينات المياه كيميائيا ، بينما تم تحليل عينات الرواسب والجليد من أجل المؤشرات الحيوية للدهون.
الرواسب من تآكل الصخور الجليدية على الصفيحة الجليدية في جرينلاند. حقوق الصورة: Laura Sanchez-Garcia / CAB (INTA-CSIC)
أخيرًا ، جمع الفريق عينات من الطحالب والأعشاب والأشنات ونباتات أخرى. سمح ذلك لهم '... الحصول على لمحة عن البصمات النظيرية الجديدة من الغطاء النباتي المساهمة في بصمة دهنية التربة ...' وفقًا للفريق. ماذا بعد؟
دراسات التربة والغطاء النباتي في موقع حقل كانجرلوسواك الكوكبي التناظري. ائتمانات: Laura Sánche-García / CAB (INTA-CSIC).
عاد سانشيز جارسيا وكاريزو إلى المختبر مع عيناتهما ويعتزمان نشر نتائجهما. يركز الباحثان على ثلاثة مواضيع:
- الكشف عن المصادر المحبة للنفسية والأيض في نهر جرينلاند الجليدي Issunguata Sermia.
- التوزيع الجزيئي والنظيري للواسمات الحيوية الدهنية في البحيرات الجليدية مقابل بحيرات مياه الأمطار في منطقة جرينلاند في كانجرلوسواك.
- التعاقب البيولوجي في تربة جرينلاند بعد تراجع الأنهار الجليدية بناءً على المؤشرات الحيوية الجزيئية والنظيرية للدهون.
نتائج مثل هذه الدراسات مهمة ليس فقط في فهم تاريخ الأرض ولكن أيضًا في علم الأحياء الفلكي. تساعد البيانات في بناء نماذج لكيفية تفاعل الكيمياء والأحياء والجيولوجيا. إنه يمنح العلماء فهمًا أفضل لدورة الكربون على الأرض ، وكيف يتراكم الأكسجين في الغلاف الجوي ، وهو حدث كان حاسمًا لتطوير الكائنات الحية المعقدة.
تساعد الأفكار المتعمقة في تطور الحياة على الأرض في البحث عن الحياة في عوالم أخرى. يساعد هذا البحث في الكائنات الحية المتطرفة على الأرض في تطوير ملفات تعريف مهمة لأماكن مثل إنسيلادوس ويوروبا. تعتمد المهام الناجحة على طرح الأسئلة الصحيحة في الوقت المناسب باستخدام التكنولوجيا المناسبة. يساعد البحث مثل هذا في تحسين الأسئلة.
انطباع الفنان عن تصميم يوروبا الداخلي ، استنادًا إلى البيانات التي تم الحصول عليها بواسطة مسبارات جاليليو الفضائية الائتمان: وكالة ناسا
علماء الأحياء الفلكية على ثقة تامة من أنه لكي تنشأ الحياة يجب أن يكون الماء ملامسًا للصخور. في كل من إنسيلادوس ويوروبا ، يعتقد العلماء أن الصخور والمياه المالحة على اتصال ، والجليد هو سمة مهمة أخرى. يوفر لوح الجليد في جرينلاند للباحثين مثل سانشيز جارسيا فرصة لتحسين فهمنا لكيفية حدوث كل ذلك.
أحد الأهداف الشاملة في علم الأحياء الفلكي هو فهم كيف أصبحت الأرض نفسها صالحة للسكن. كيف ومتى ولماذا أصبحت صالحة للسكنى؟ إذا كانت العوالم الأخرى في نظامنا الشمسي صالحة للسكن ، فكيف لنا أن نعرف؟
إجابة واحدة كبيرة ونهائية على هذه الأسئلة غير مرجحة. بدلا من ذلك ، سلسلة من الإجابات الأصغر هي الأكثر احتمالا. ربما سيوفر هذا البحث في الصفيحة الجليدية في جرينلاند بعضًا.
أكثر:
- بيان صحفي: التحقيق في بصمات الأصابع الجزيئية والنظيرية للحياة على الصفيحة الجليدية في جرينلاند (GrIS) مع الاهتمام البيولوجي الفلكي بالعوالم الجليدية.
- فيديو ESA: قابل الخبراء: الحياة القصوى
- الكون اليوم: المغذيات الفقيرة والمتعطشة للطاقة. كيف يمكن للحياة البقاء على قيد الحياة في أقصى حدود النظام الشمسي
