การค้นพบทางเคมีบน ดาวอังคาร ชี้ให้เห็นถึงต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก
เมื่อกว่าสิบปีที่แล้วยานสำรวจหุ่นยนต์บน ดาวอังคาร ได้ค้นพบคำตอบสำหรับคำถามเร่งด่วนในที่สุดตอนนี้ชัดเจนแล้วว่า ดาวเคราะห์ สีแดงมีสารอินทรีย์ฝังอยู่ในตะกอนของก้นทะเลสาบโบราณ ตั้งแต่นั้นมา เราก็พบโมเลกุลอินทรีย์บนดาวอังคารอย่างต่อเนื่องซึ่งแสดงให้เห็นว่าเคมีของคาร์บอนแพร่กระจายไปทั่วดาวเคราะห์น้อยที่เป็นสนิมของเรา
ไม่ได้หมายความว่าเราพบสัญญาณของสิ่งมีชีวิตต่างดาวเลย แต่กลับไม่ใช่เลย เพราะมีกระบวนการที่ไม่ใช่ทางชีวภาพมากมายที่สามารถสร้างโมเลกุลอินทรีย์ได้แต่แหล่งที่มาของสารอินทรีย์นั้นยังคงเป็นปริศนาอยู่ ปัจจุบัน ทีมนักวิจัยที่นำโดยนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ ยูอิจิโร อุเอโนะ
จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งโตเกียวได้ค้นพบหลักฐานเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสารอินทรีย์ในชั้นบรรยากาศซึ่งคาร์บอนไดออกไซด์ที่อาบในแสงแดดอัลตราไวโอเลตทำปฏิกิริยาจนเกิดหมอกของโมเลกุลคาร์บอนที่ตกลงมาบนพื้นผิวของดาวเคราะห์
แม้ว่าจะไม่น่าตื่นเต้นเท่ากับชีววิทยาของดาวอังคาร แต่การค้นพบนี้อาจช่วยให้เราเข้าใจได้ว่าองค์ประกอบต่างๆ ของสิ่งมีชีวิตมาลงเอยที่นี่บนโลกของเราเมื่อหลายพันล้านปีก่อนได้อย่างไร “โมเลกุลเชิงซ้อนที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต เป็นองค์ประกอบพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต” แมทธิว จอห์นสัน นักเคมีจากมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนกล่าว
“ดังนั้น เรื่องนี้จึงคล้ายกับการถกเถียงในอดีตว่าอะไรเกิดก่อน ไก่หรือไข่ เราแสดงให้เห็นว่าสารอินทรีย์ที่พบในดาวอังคารนั้นก่อตัวขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีแสงใน ชั้นบรรยากาศ โดยไม่มีสิ่งมีชีวิต นั่นคือ “ไข่” ซึ่งเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตยังต้องรอพิสูจน์ว่าสารอินทรีย์นี้ก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารหรือไม่” แนวคิดที่ว่าการสลายตัวด้วยแสง ซึ่งเป็นกระบวนการที่โมเลกุลแตกสลายด้วยแสงมีบทบาทในปฏิกิริยาเคมีอินทรีย์ที่พบบนพื้นผิวของดาวอังคารนั้นได้รับการพูดถึงกันมาสักระยะแล้ว
จอห์นสันและเพื่อนร่วมงานอีกสองคนได้ตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับสมมติฐานนี้ในปี 2013 โดยอิงจากการจำลอง และคนอื่นๆ ก็ได้ทำการศึกษาวิจัยเพิ่มเติมในภายหลัง อย่างไรก็ตาม สิ่งที่เราต้องการคือหลักฐานที่ชัดเจนจากดาวอังคารที่สอดคล้องกับผลการจำลองการสลายตัวด้วยแสงของ CO2 ก่อให้เกิดอะตอมคาร์บอนมอนอกไซด์และออกซิเจนแต่มีคาร์บอนเสถียรอยู่ 2 ไอโซโทปหรือมวล โดยไอโซโทปที่พบมากที่สุดคือคาร์บอน-12 ซึ่งประกอบด้วยโปรตอน 6 ตัวและนิวตรอน 6 ตัว คาร์บอน-13
ซึ่งเป็นไอโซโทปที่หนักรองลงมาประกอบด้วยโปรตอน 6 ตัวและนิวตรอน 7 ตัว การสลายตัวด้วยแสงจะทำงานได้เร็วขึ้นกับไอโซโทปที่เบากว่า ดังนั้น เมื่อแสง UV สลายคาร์บอนไดออกไซด์ C-12 และ C-13 ในชั้นบรรยากาศด้วยแสง โมเลกุลที่มี C-12 จะถูกกำจัดออกไปเร็วขึ้น ทำให้มีคาร์บอนไดออกไซด์ C-13 ส่วนเกินที่สังเกตเห็นได้ การเพิ่มความเข้มข้นของคาร์บอน-13 ในชั้นบรรยากาศนี้ได้รับการระบุแล้วเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยวิเคราะห์อุกกาบาตที่มาจากดาวอังคารและตกลงสู่ทวีปแอนตาร์กติกา ซึ่งประกอบด้วยแร่คาร์บอเนตที่เกิดจาก CO2 ในชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร
“หลักฐานที่ชี้ชัดคืออัตราส่วนของไอโซโทปคาร์บอนในอุกกาบาตนั้นตรงกับที่เราคาดการณ์ไว้ในการจำลองทางเคมีควอนตัมทุกประการ
แต่มีชิ้นส่วนที่ขาดหายไปในปริศนา” จอห์นสันอธิบาย “เราขาดผลิตภัณฑ์อื่นของกระบวนการทางเคมีนี้เพื่อยืนยันทฤษฎี และนั่นคือสิ่งที่เราได้มาในตอนนี้”
ชิ้นส่วนปริศนาที่ขาดหายไปนั้นพบในข้อมูลที่ได้มาจากยานสำรวจคิวริออซิตี้ในหลุม อุกกาบาตเกล ในตัวอย่างแร่คาร์บอเนตที่พบบนพื้นโลกบนดาวอังคารมีการลดลงของคาร์บอน-13 ซึ่งสะท้อนถึงการเสริมคาร์บอน-13 ที่พบในอุกกาบาตบนดาวอังคารได้อย่างสมบูรณ์แบบ
“ไม่มีวิธีอื่นใดที่จะอธิบายทั้งการหมดไปของคาร์บอน-13 ในสารอินทรีย์และการเพิ่มขึ้นในอุกกาบาตบนดาวอังคารซึ่งสัมพันธ์กับองค์ประกอบของ CO2 จากภูเขาไฟที่ปล่อยออกมาบนดาวอังคารซึ่งมีองค์ประกอบคงที่ คล้ายกับภูเขาไฟบนโลก และทำหน้าที่เป็นพื้นฐาน” จอห์นสันกล่าว
นักวิจัยกล่าวว่านี่เป็นหลักฐานที่ชัดเจนว่าสารอินทรีย์คาร์บอนที่ Curiosity พบนั้นเกิดจากคาร์บอนมอนอกไซด์ที่เกิดจากการสลายตัวด้วยแสง
และนี่ทำให้เราทราบเบาะแสเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสารอินทรีย์บนโลกหลายพันล้านปีก่อน เมื่อระบบสุริยะยังเป็นเพียงทารก โลก ดาวศุกร์ และดาวอังคารต่างก็มีชั้นบรรยากาศที่คล้ายกันมาก
ซึ่งบ่งชี้ว่ากระบวนการเดียวกันนี้น่าจะเกิดขึ้นที่นี่บนดาวบ้านเกิดของเรา ตั้งแต่นั้นมา ดาวเคราะห์ทั้งสามดวงก็วิวัฒนาการไปตามเส้นทางที่แตกต่างกันมากและดาวอังคารกับดาวศุกร์ดูเหมือนจะไม่เอื้อต่อสิ่งมีชีวิตตามที่เรารู้จักในลักษณะเฉพาะของมันเองแต่สภาพแวดล้อมที่เป็นทะเลทรายที่เป็นสนิมของดาวอังคารได้ให้เบาะแสเกี่ยวกับต้นกำเนิดของเราเองแก่เราแล้ว
“เราไม่พบหลักฐานที่ยืนยันได้ว่ากระบวนการนี้เกิดขึ้นจริงบนโลกนี้บางทีอาจเป็นเพราะพื้นผิวโลกมีชีวิตมากกว่าทั้งทางธรณีวิทยาและทางกายภาพและด้วยเหตุนี้จึงเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา” จอห์นสันกล่าว
.
ที่มา : https://www.sciencealert.com/chemistry-discovery-on-mars-hints-at-the-origins-of-life-on-earth