معلومة

تكوين الحياة على الكواكب الأخرى


في الوقت الحاضر يبدو الأمر كما لو أنه لا توجد حياة أخرى في الكون غير هنا على الأرض. إذا كان هذا صحيحًا فلماذا لم يحدث في أي مكان آخر؟ هل من الممكن أن يحدث شيء مرة واحدة فقط؟ تشكلت مئات المليارات من الكواكب الأخرى ، لذا مهما حدث هنا فلماذا لم يحدث مرة أخرى في مكان آخر؟ إنه أمر غريب جدًا حقًا.


مشاكل مع آخر

أوافق على أن السؤال هو واسع جدا. إنها ليست القضية الوحيدة ، إنها كذلك أساسًا قائم على الرأي (انظر أدناه للحصول على تفسيرات). المنشور هو أيضا بطريقة ما غير واضح (انظر أدناه للحصول على تفسيرات). ولكن إليك نوع من الإجابة التي قد تساعدك.

إذا بحثت عن سؤالك في google ، فستحصل على الكثير من الزيارات. هناك عدد كبير من مقاطع الفيديو على موقع youtube تتناول هذا السؤال. قد ترغب في إلقاء نظرة على هؤلاء وتعال إلى StackExchange لطرح سؤال أكثر دقة لأن السؤال في الوقت الحالي هو واسع جدا.

كأول إجابة قصيرة على الأسئلة ...

في الوقت الحاضر يبدو الأمر كما لو أنه لا توجد حياة أخرى في الكون غير هنا على الأرض

يبدو خاطئًا (نتيجة لذلك سيكون سؤالك في المقام الأول على الرأي). لم نجد حياة. هذا لا يعني أن الحياة لا وجود لها في أي مكان آخر. في الواقع ، يعتقد معظم الناس أن الحياة موجودة في مكان آخر. جزء من القضية وراء هذا السؤال هو تعريف الحياة. في كثير من الأحيان ، يشير الناس إلى معادلة دريك (قد ترغب في القراءة عنها) والتي تمنحك عدد الكواكب التي يجب أن توجد فيها الحياة. ومع ذلك ، فإن معادلة دريك هي تكهنات لا أساس لها من الصحة. إنه في الواقع معقد جدًا (أو مستحيل لأننا نحتاج إلى افتراض أشياء حول ماهية الظروف الأصلية) لحساب احتمال أن تحدث الحياة على كوكب معين. في حين أن الأمر يبدو بديهيًا لكثير من الناس (بما فيهم) أن الحياة يجب أن توجد في مكان آخر ، إلا أنه ليس هناك الكثير من اليقين.

هل من الممكن أن يحدث شيء مرة واحدة فقط؟

حسنًا ... نعم ، حدثت وفاة نابليون مرة واحدة فقط ... لست متأكدًا تمامًا مما تقصده بهذا السؤال ، إنه غير واضح.


  • الآليات المقترحة لأصل الحياة على الأرض تشمل التعايش الداخلي و panspermia. كلاهما نظريات قابلة للنقاش.
  • في هاتين النظريتين ، يُعتقد أن البكتيريا والعتائق المتطرفة قد أدت إلى خلق جو مؤكسج يخلق أشكالًا جديدة من الحياة.
  • أدت العمليات التطورية على مدى مليارات السنين إلى ظهور التنوع البيولوجي للحياة على الأرض.
  • التعايش الداخلي: حالة العيش داخل جسم أو خلايا كائن حي آخر.
  • بانسبيرميا: الفرضية القائلة بأن الكائنات الحية الدقيقة قد تنقل الحياة من الفضاء الخارجي إلى الأجسام الصالحة للسكن أو عملية هذا الانتقال.

تشير الأدلة العلمية إلى أن الحياة بدأت على الأرض منذ حوالي 3.5 مليار سنة. منذ ذلك الحين ، تطورت الحياة إلى مجموعة متنوعة من الأشكال ، والتي صنفها علماء الأحياء في التسلسل الهرمي للأصناف. بعض أقدم الخلايا على وجه الأرض هي كائنات وحيدة الخلية تسمى العتائق والبكتيريا. تشير السجلات الأحفورية إلى أن أكوام البكتيريا كانت تغطي الأرض الفتية. بدأ البعض في صنع طعامهم باستخدام ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي والطاقة التي حصدوها من الشمس. أنتجت هذه العملية (تسمى التمثيل الضوئي) ما يكفي من الأكسجين لتغيير الغلاف الجوي للأرض و rsquos.

بعد ذلك بوقت قصير ، ظهرت أشكال حياة جديدة تتنفس الأكسجين. مع وجود عدد متزايد من الحياة البكتيرية المتنوعة ، تم تمهيد الطريق لتشكيل المزيد من الحياة. هناك أدلة دامغة على أن الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء كانت ذات يوم خلايا بكتيرية بدائية. تم وصف هذا الدليل في نظرية التكافل الداخلي. يحدث التكافل عندما يستفيد نوعان مختلفان من العيش والعمل معًا. عندما يعيش كائن حي بالفعل داخل الآخر ، فإنه يطلق عليه اسم التعايش الداخلي. تصف نظرية التعايش الداخلي كيف يمكن أن تعتمد الخلية المضيفة الكبيرة والبكتيريا المبتلعة بسهولة على بعضها البعض من أجل البقاء ، مما يؤدي إلى علاقة دائمة.

على مدى ملايين السنين من التطور ، أصبحت الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء أكثر تخصصًا ولا يمكنها اليوم العيش خارج الخلية. الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء لها أوجه تشابه مذهلة مع خلايا البكتيريا. لديهم الحمض النووي الخاص بهم ، وهو منفصل عن الحمض النووي الموجود في نواة الخلية. وكلا العضيات تستخدم حمضها النووي لإنتاج العديد من البروتينات والإنزيمات اللازمة لوظيفتها. يعتبر الغشاء المزدوج المحيط بكل من الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء دليلًا آخر على أن كلًا منهما قد تم ابتلاعه من قبل مضيف بدائي. تتكاثر العضيتان أيضًا مثل البكتيريا ، وتنسخ الحمض النووي الخاص بها وتوجه انقسامها.

الحمض النووي للميتوكوندريا (mtDNA) له نمط فريد من الوراثة. ينتقل مباشرة من الأم إلى الطفل ، ويتراكم بشكل أبطأ بكثير من الأنواع الأخرى من الحمض النووي. نظرًا لخصائصه الفريدة ، فقد قدم mtDNA أدلة مهمة حول التاريخ التطوري. على سبيل المثال ، يتم فحص الاختلافات في mtDNA لتقدير مدى الارتباط الوثيق بين نوع واحد وآخر.

شكل: المتطرفون: البكتيريا الزرقاء المتحجرة ضوئيًا في تكوين صخري عمره مليار عام في حديقة جلاسير الوطنية ، مونتانا ، الولايات المتحدة الأمريكية.

كانت الظروف على الأرض قبل 4 مليارات سنة مختلفة تمامًا عما هي عليه اليوم. كان الغلاف الجوي يفتقر إلى الأكسجين ، ولم تحمي طبقة الأوزون الأرض بعد من الإشعاع الضار. كانت الأمطار الغزيرة والبرق والنشاط البركاني شائعة. ومع ذلك ، نشأت أقدم الخلايا في هذه البيئة القاسية. لا تزال الأركيا المتطرفة تعيش في الموائل المتطرفة. يستخدم علماء الأحياء الفلكية الآن الأركيا لدراسة أصول الحياة على الأرض والكواكب الأخرى. نظرًا لأن الأركيا تسكن أماكن كانت تعتبر سابقًا غير متوافقة مع الحياة ، فقد توفر أدلة من شأنها تحسين قدرتنا على اكتشاف الحياة خارج كوكب الأرض. ومن المثير للاهتمام أن الأبحاث الحالية تشير إلى أن الأركيا قد تكون قادرة على السفر إلى الفضاء بواسطة النيزك. يمكن أن يكون مثل هذا الحدث المسمى panspermia قد زرع الحياة على الأرض أو في أي مكان آخر.

أدى وجود العتائق والبكتيريا إلى تغيير الأرض بشكل كبير. لقد ساعدوا في إنشاء جو مستقر وأنتجوا الأكسجين بكميات من شأنها أن تطور أشكال الحياة في نهاية المطاف إلى الأكسجين الذي يحتاجه. أدت الظروف الجوية الجديدة إلى تهدئة الطقس بحيث كانت التطرف أقل حدة. خلقت الحياة الظروف لتشكيل حياة جديدة. هذه العملية هي واحدة من عجائب الطبيعة العظيمة.


تكوين الحياة على الكواكب الأخرى - علم الأحياء

تخيل أنك رائد فضاء استكشافي يبحث عن الحياة في جميع أنحاء الكون. ذات يوم تصادف كوكبًا لا يوجد به كربون على سطحه. ومع ذلك ، فإن أدواتك تسجل الحركة ومجموعة متنوعة من العلامات الأخرى التي تجعلك تعتقد أن الحياة موجودة على السطح.

  • الجزء الأول: قبل القيام برحلة يحتمل أن تكون خطرة إلى السطح ، يجب أن تحدد إطارًا نظريًا يمكن أن يكون فيه عنصر آخر بمثابة العمود الفقري للجزيئات الكبيرة. (تلميح: ابحث عن عنصر في الجدول الدوري يعمل بشكل مشابه للكربون.) ابدأ بوصف هذا العمود الفقري الجديد ، بما في ذلك كيفية تشكل المركبات والجزيئات الكبيرة. تفصيل ما لا يقل عن تفاعلين كيميائيين يشكلان جزيئات ضخمة مع هذا العمود الفقري. قد ترغب في إضافة الرسوم البيانية الداعمة (تم إنشاؤها أو الحصول عليها). تأكد من تضمين المراجع حسب الاقتضاء.
  • الجزء 2: يعتبر إطار العمل النظري الخاص بك قويًا بما يكفي لتبرير رحلة برية. بمجرد الوصول إلى هناك ، يُسمح لك بجمع "كائن حي" بسيط للاستخدام التجريبي. اجمع العينات (العينات) الخاصة بك ثم صمم تجربة كاملة تختبر على الأقل خاصيتين تحددان الحياة البيولوجية على الأرض. تأكد من تضمين جميع الأجزاء ذات الصلة بالتجربة ووصف كيفية تحليل البيانات والنتائج والاستنتاجات وتقديمها.

المتطلبات الأساسية (لن يتم قبول المهمة أو تقييمها ما لم يتم استيفاء المعايير التالية):


إستراتيجية علم الأحياء الفلكي

تركز أبحاث علم الأحياء الفلكية التي ترعاها وكالة ناسا على ثلاثة أسئلة أساسية: كيف تبدأ الحياة وتتطور؟ هل توجد الحياة في مكان آخر من الكون؟ كيف نبحث عن الحياة في الكون؟ على مدار الخمسين عامًا الماضية ، اكتشف علماء الأحياء الفلكية عددًا لا يحصى من الأدلة للإجابة على هذه الأسئلة الكبيرة.

منذ أن نشر مجتمع علم الأحياء الفلكية خارطة طريق علم الأحياء الفلكية الأخيرة في عام 2008 ، ركزت الأبحاث في هذا المجال أكثر وأكثر على الرابط بين "الفلكية" و "الحيوية" في علم الأحياء الفلكي - أي ما يجعل الجسم الكوكبي صالحًا للسكن. أصبحت "القابلية للسكن" كلمة طنانة رئيسية في علم الأحياء الفلكية حيث تعلم الباحثون المزيد عن البيئات خارج كوكب الأرض في نظامنا الشمسي وما وراءه وعمقوا فهمهم لكيفية ومتى أصبحت الأرض المبكرة صالحة للسكن.

لماذا الأرض صالحة للسكن؟ كيف ومتى ولماذا أصبحت صالحة للسكنى؟ هل ، أو كانت ، أي أجسام أخرى في نظامنا الشمسي صالحة للسكن؟ هل يمكن للكواكب التي تدور حول نجوم أخرى أن تكون صالحة للسكن؟ ما هي أنواع النجوم التي يحتمل أن يكون لها كواكب صالحة للسكن؟ هذه ليست سوى عدد قليل من الأسئلة التي يحاول علماء الأحياء الفلكية الإجابة عليها اليوم.

في إعداد هذه الاستراتيجية العلمية الجديدة ، تعاون المئات من أعضاء مجتمع علم الأحياء الفلكية في عملية مكثفة لتحديد أهداف وغايات أبحاث علم الأحياء الفلكية للمضي قدمًا. حدد المجتمع ستة مواضيع رئيسية للبحث في هذا المجال اليوم:

  • تحديد المصادر اللاأحيائية للمركبات العضوية
  • توليف ووظيفة الجزيئات الكبيرة في أصل الحياة
  • الحياة المبكرة وزيادة التعقيد
  • التطور المشترك للحياة والبيئة المادية
  • تحديد واستكشاف وتمييز البيئات لصلاحية السكن والتوقيعات الحيوية
  • بناء عوالم صالحة للسكن

تحدد إستراتيجية علم الأحياء الفلكية لعام 2015 أسئلة لتوجيه وإلهام أبحاث علم الأحياء الفلكية حول كل من هذه الموضوعات - في المختبر ، وفي الميدان ، وفي التجارب التي تُجرى في بعثات علوم الكواكب - على مدار العقد القادم. تحدد الاستراتيجية أيضًا التحديات الرئيسية المستمرة التي يواجهها علماء الأحياء الفلكية أثناء محاولتهم الإجابة على هذه الأسئلة العالمية.


وجهات نظر الخلقية حول أصل الكون والأرض والحياة

يعتقد العديد من المتدينين ، بما في ذلك العديد من العلماء ، أن الله خلق الكون والعمليات المختلفة التي تقود التطور الفيزيائي والبيولوجي وأن هذه العمليات أدت بعد ذلك إلى خلق المجرات ونظامنا الشمسي والحياة على الأرض. هذا الاعتقاد ، الذي يُطلق عليه أحيانًا "التطور الإيماني" ، لا يتعارض مع التفسيرات العلمية للتطور. في الواقع ، إنه يعكس الطابع الرائع والملهم للكون المادي الذي كشف عنه علم الكونيات ، وعلم الأحافير ، والبيولوجيا الجزيئية ، والعديد من التخصصات العلمية الأخرى.

دعاة "علم الخلق" لديهم مجموعة متنوعة من وجهات النظر. يدعي البعض أن الأرض والكون شابان نسبيًا ، ربما يتراوح عمرهما بين 6000 و 10000 سنة فقط. يعتقد هؤلاء الأفراد غالبًا أن الشكل المادي الحالي للأرض يمكن تفسيره بـ "الكارثة" ، بما في ذلك الفيضانات في جميع أنحاء العالم ، وأن جميع الكائنات الحية (بما في ذلك البشر) قد تم إنشاؤها بأعجوبة ، بشكل أساسي في الأشكال التي نجدها الآن.

يرغب دعاة علم الخلق الآخرون في قبول فكرة أن الأرض والكواكب والنجوم قد تكون موجودة منذ ملايين السنين. لكنهم يجادلون بأن الأنواع المختلفة من الكائنات الحية ، وخاصة البشر ، لا يمكن أن تظهر إلا من خلال تدخل خارق للطبيعة ، لأنها تظهر "تصميمًا ذكيًا".

في هذا الكتيب ، يُشار إلى كلٍّ من عروض "الأرض الشابة" و "الأرض القديمة" باسم "نظرية الخلق" أو "الخلق الخاص".

لا توجد بيانات أو حسابات علمية صالحة لإثبات الاعتقاد بأن الأرض قد نشأت قبل بضعة آلاف من السنين. لخصت هذه الوثيقة الكم الهائل من الأدلة على العمر العظيم للكون ، ومجرتنا ، والنظام الشمسي ، والأرض من علم الفلك والفيزياء الفلكية والفيزياء النووية والجيولوجيا والكيمياء الجيولوجية والجيوفيزياء. تعطي الأساليب العلمية المستقلة باستمرار عمرًا للأرض وللنظام الشمسي يبلغ حوالي 5 مليارات سنة ، وعمرًا لمجرتنا والكون أكبر بمرتين إلى ثلاث مرات. تجعل هذه الاستنتاجات أصل الكون مفهومًا بالكامل ، وتضفي تماسكًا على العديد من فروع العلم المختلفة ، وتشكل الاستنتاجات الأساسية لمجموعة رائعة من المعرفة حول أصول وسلوك العالم المادي.

كما لا يوجد أي دليل على أن السجل الجيولوجي بأكمله ، مع تعاقبه المنظم للحفريات ، هو نتاج فيضان عالمي واحد حدث قبل بضعة آلاف من السنين ، واستمر لفترة أطول قليلاً من عام ، وغطى أعلى الجبال حتى أعماقها. من عدة أمتار. على العكس من ذلك ، تُظهر الرواسب بين المد والجزر والأرض أنه في أي وقت مسجل في الماضي كان الكوكب بأكمله مغمورًا بالمياه. علاوة على ذلك ، فإن الفيضانات العالمية ذات الحجم الكافي لتشكيل الصخور الرسوبية التي نشهدها اليوم ، والتي يبلغ سمكها معًا عدة كيلومترات ، تتطلب حجمًا من الماء أكبر بكثير مما كان موجودًا على الأرض وفيها ، على الأقل منذ تكوين أول مادة صلبة معروفة. قشرة منذ حوالي 4 مليارات سنة. إن الاعتقاد بأن رواسب الأرض ، مع أحافيرها ، قد ترسبت في تسلسل منظم في غضون عام واحد يتحدى جميع الملاحظات الجيولوجية والمبادئ الفيزيائية المتعلقة بمعدلات الترسيب والكميات المحتملة من المادة الصلبة المعلقة.

أنشأ الجيولوجيون تاريخًا مفصلاً لترسبات الرواسب التي تربط أجسامًا معينة من الصخور في قشرة الأرض ببيئات وعمليات معينة. إذا تمكن علماء الجيولوجيا البترولية من العثور على المزيد من النفط والغاز من خلال تفسير سجل الصخور الرسوبية على أنها نتجت عن فيضان واحد ، فإنهم بالتأكيد يفضلون فكرة مثل هذا الفيضان ، لكنهم لا يفعلون ذلك. بدلاً من ذلك ، يتفق هؤلاء العمال العمليون مع علماء الجيولوجيا الأكاديميين حول طبيعة بيئات الترسيب والوقت الجيولوجي. كان علماء الجيولوجيا البترولية روادًا في التعرف على الرواسب الأحفورية التي تشكلت على مدى ملايين السنين في بيئات مثل الأنهار المتعرجة والدلتا والشواطئ الرملية الحاجزة والشعاب المرجانية.

يوضح مثال جيولوجيا البترول إحدى نقاط القوة العظيمة للعلم. باستخدام المعرفة بالعالم الطبيعي للتنبؤ بعواقب أفعالنا ، يجعل العلم من الممكن حل المشكلات وخلق الفرص باستخدام التكنولوجيا. المعرفة التفصيلية المطلوبة للحفاظ على حضارتنا لا يمكن الحصول عليها إلا من خلال البحث العلمي.

إن حجج الخلقيين ليست مدفوعة بأدلة يمكن ملاحظتها في العالم الطبيعي. لا يخضع الخلق الخاص أو التدخل الخارق لاختبارات ذات مغزى ، والتي تتطلب التنبؤ بنتائج معقولة ثم التحقق من هذه النتائج من خلال الملاحظة والتجريب. في الواقع ، فإن ادعاءات "الخلق الخاص" تعكس العملية العلمية. يُنظر إلى التفسير على أنه غير قابل للتغيير ، ولا يُطلب من الأدلة سوى دعم نتيجة معينة بأي وسيلة ممكنة.


معهد بحوث الخلق

يميز الكثير من الناس بين أصل الحياة وتطورها. من وجهة النظر هذه ، يشير التطور البيولوجي إلى التطور التدريجي لتنوع الكائنات الحية من سلف مشترك ، في حين أن الأصل النهائي للحياة هو سؤال منفصل.

هذه نقطة شرعية ، لكن التطور يدور حول أكثر بكثير من مجرد علم الأحياء. النظرة التطورية للعالم هي أن كل الوجود المادي ، الحي وغير الحي ، نشأ من خلال عمليات طبيعية بحتة. مع هذا التعريف الواسع للتطور ، فإن النشوء التلقائي - الظهور التلقائي للحياة من مادة غير حية - هو ضرورة. إذا نشأت الحياة على الأرض من تلقاء نفسها ، فلن يكون من المعقول أن يكون هذا هو الكوكب الوحيد الذي توجد عليه الحياة. خلاف ذلك ، ستكون الأرض مكانًا خاصًا بشكل ملحوظ ، ويمكن أن يؤدي ذلك بسهولة إلى الأفكار التوحيدية. وبالتالي ، يعتقد معظم أنصار التطور أن الحياة يجب أن توجد في مكان آخر من الكون.

اختبار قوي

إن النظرة إلى عالم الخلق مختلفة تمامًا ، لأننا ، كالعادة ، نبدأ بافتراضات مختلفة جدًا. نعتقد أن الحياة موجودة على الأرض لأن الله خلق الحياة هنا ، ولكن كان عليه أولاً أن يصمم الأرض لتكون مسكنًا مناسبًا للحياة. يجب أن يعتقد أنصار التطور أن الحياة لا مفر منها أينما كانت الظروف مناسبة للحياة ، لكن الخلقيين يفهمون أنه حتى لو كانت الظروف على كوكب آخر يمكن أن تحافظ على الحياة ، فإن الحياة غير ممكنة - ما لم يخلق الله الحياة هناك أو سمح للحياة بطريقة ما بالسفر إلى ذلك الكوكب من الارض.

في حين أننا لا نستطيع أن نثبت كتابيًا أن الله لم يخلق الحياة في مكان آخر ، فإن المعنى القوي للكتاب المقدس هو أنه لم يفعل ذلك. تعني هذه التنبؤات المختلفة جدًا لنماذج الخلق والتطور الخاصة أن البحث عن الحياة في مكان آخر يرقى إلى اختبار قوي بين نظريتي الأصل.

البحث عن الحياة على المريخ

في السنوات الأخيرة ، كان هناك الكثير من النقاش في دوائر علم الفلك حول البحث عن حياة خارج كوكب الأرض ، لدرجة أنه تم صياغة مصطلح جديد لهذه الدراسة: علم الأحياء الفلكي. نظرًا لعدم وجود دليل حتى الآن على وجود الحياة في مكان آخر ، فإن علم الأحياء الفلكي هو علم لا توجد بيانات عنه ، أو على الأقل لا توجد بيانات تدعم العلم.

نظرًا لعدم وجود دعم للادعاء بأن الحياة موجودة في مكان آخر ، فقد تم تحويل الكثير من الاهتمام إلى البحث عن ظروف كوكب ملائمة للحياة. كان المريخ محور هذا الاهتمام لفترة طويلة جدًا. يبلغ حجم كوكب المريخ نصف حجم الأرض تقريبًا ، وله غلاف جوي رقيق على الأقل. يوجد الماء على سطح المريخ ، على الرغم من أنه ليس بوفرة على الأرجح ، وما يمتلكه الماء هو في شكل بخار أو صلب. درجة الحرارة والضغط الجوي على سطح المريخ منخفضان جدًا لدرجة لا تسمح باستدامة الماء السائل.

احتوت مركبة الفايكنج التي هبطت على سطح المريخ في عام 1976 على ثلاث تجارب قوية للغاية لاكتشاف علامات الحياة. لم تظهر تجربتان من التجارب أي دليل على وجود كائنات حية بينما كانت التجربة الثالثة تحتوي على بيانات ضعيفة ولكنها غامضة. حتى أكثر الباحثين تفاؤلاً عن حياة خارج كوكب الأرض يتفقون على أن هذه المؤشرات الإيجابية قليلاً ربما كانت نتيجة تفاعلات كيميائية غير عضوية في التربة. إلى جانب البرد القارس وقلة المياه ، هناك عوائق أخرى أمام الحياة على كوكب المريخ اليوم. على سبيل المثال ، لا يوفر الغلاف الجوي الرقيق للمريخ أي حماية من الأشعة فوق البنفسجية الشمسية ، وهي قاتلة للكائنات الحية. مع هذه المشاكل ، تضاءل الاهتمام بالحياة على المريخ ، على الرغم من أن بعض الأمل لا يزال قائما ويعتقد الكثيرون أن الحياة ربما كانت موجودة على المريخ في الماضي.

فيضان المريخ

في السنوات الأخيرة ، اكتشف Mars Express Orbiter غاز الميثان في الغلاف الجوي للمريخ. الميثان هو غاز تنتجه الكائنات الحية بشكل متكرر ، على الرغم من أنه يمكن أن يتشكل أيضًا بشكل غير عضوي. اكتشف مطياف أشعة غاما على متن مركبة Mars Odyssey Orbiter كمية كبيرة من الهيدروجين في الأقدام القليلة العلوية من سطح المريخ ، وهو مؤشر محتمل على وفرة الجليد. قدمت العربة الجوالة المشهورة سبيريت وأوبورتيونيتي دليلاً قاطعًا على وجود الماء السائل على سطح المريخ. هذه النقطة الأخيرة هي تأكيد لما عرفناه منذ عقود - فقد أظهرت الصور الملتقطة من مركبة فضائية تدور في مدارها العديد من الميزات التي يمكن تفسيرها بشكل أفضل على أنه كان هناك الكثير من الماء السائل على المريخ في الماضي. سيتطلب هذا أن يكون للمريخ في يوم من الأيام غلاف جوي أكثر جوهرية مما هو عليه الآن ، وهو الغلاف الجوي الذي يوفر ضغطًا ودفئًا كافيين للحفاظ على المياه السائلة.

هذا له احتمالات مثيرة للخلقيين. أولاً ، خلص العلماء العلمانيون إلى أن كوكب المريخ ، وهو كوكب لا يحتوي على مياه سائلة ، قد تعرض ذات مرة لفيضان عالمي قريب ، بينما ينفون طوال الوقت أن مثل هذا الشيء يمكن أن يحدث على الأرض ، وهو كوكب به مياه وفيرة. ثانيًا ، يعتقد العديد من الخلقيين أن الغلاف الجوي للأرض قد خضع لتغير هائل في وقت الطوفان. من الواضح أن كوكبًا آخر على الأقل شهد تغيرًا كارثيًا في غلافه الجوي أيضًا.

الماء السائل ، المعيار الذهبي

لاحظ أن الماء يحتل مكانة بارزة في دراسة علم الأحياء الفلكي. كمذيب عالمي ، الماء ضروري للغاية للحياة ، حيث يشكل غالبية كتلة العديد من الكائنات الحية. والماء من أكثر الجزيئات وفرة في الكون. بينما تم اكتشاف الماء مباشرة في جميع أنحاء الكون (حتى في الطبقات الخارجية للنجوم الباردة!) ، لدينا أبدا وجدت سائل الماء في أي مكان في الكون. الماء السائل هو المعيار الذهبي للكائنات الحية ، ويبدو أن الحياة لا تكون ممكنة بدونه. ومع ذلك ، في حين أن الماء شرط ضروري للحياة ، إلا أنه ليس شرطًا كافيًا للحياة - هناك حاجة إلى المزيد.

قبل بضع سنوات ، حدث ضجة بسبب الإعلان عن احتمال وجود محيط صغير من الماء السائل تحت سطح أوروبا ، أحد أكبر الأقمار الصناعية لكوكب المشتري. يعتمد جزء كبير من حالة هذه المياه على السمات السطحية لـ Europa - هناك أجزاء كبيرة متصدعة تشبه سمات حزمة الجليد القطبي على الأرض والتي تنتج عن تجمد المياه المتدفقة بين الكسور. بالإضافة إلى ذلك ، إذا كان الماء مالحًا ، فسيساعد ذلك في تفسير المجال المغناطيسي لأوروبا. منذ ذلك الحين ، تم طرح حجة مماثلة لـ Ganymede ، وهو قمر صناعي كبير آخر لكوكب المشتري ، على الرغم من أن هذه الحالة ليست بنفس القوة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن فتحات المياه على القمر إنسيلادوس ، وهو قمر صناعي متوسط ​​الحجم لكوكب زحل ، تدل على وجود ماء سائل تحت سطحه.

ينظر العديد من العلماء الآن إلى المحيط الجوفي المحتمل لأوروبا باعتباره المكان الأكثر احتمالًا في النظام الشمسي للعثور على الحياة خارج الأرض. هذا المحيط ، إذا كان موجودًا ، مظلم جدًا ومن المحتمل أن يكون شديد البرودة. قبل بضعة عقود ، لم يكن من الممكن التفكير في الكائنات الحية في مثل هذا المكان. ومع ذلك ، فقد وجدنا كائنات حية تعيش في بيئات معادية للغاية ، مثل الفتحات الحرارية المائية في أعماق محيط الأرض. علاوة على ذلك ، توجد بحيرات تحت السطح بعيدًا تحت الغطاء الجليدي في أنتاركتيكا. أكبر وأشهر هذه بحيرة فوستوك ، على بعد 2.5 ميل تحت الجليد. بينما لا نعرف ما إذا كانت الحياة موجودة في هذه البحيرات ، يرغب العديد من العلماء في معرفة ذلك. إنهم يعتقدون أنه إذا كان من الممكن أن توجد الحياة في برد وظلام هذه البحيرات الأرضية ، فلماذا لا توجد الحياة داخل أوروبا؟

لفترة طويلة ، اعتقد أنصار التطور أن الحياة على الأرض تطورت أولاً في برك دافئة ومضيافة للغاية ثم استعمرت بيئات أكثر صعوبة. يعتقد العديد من أنصار التطور الآن أن الحياة بدأت على الهامش ، في مواقع معادية للغاية ، ثم انتقلت في الاتجاه الآخر إلى مواقع أفضل.

ينبع الكثير من الدوافع لهذا الانعكاس الكامل في التفكير من الحاجة إلى إيجاد الحياة في مكان آخر. بصفتنا خلقيين ، يجب أن نرحب بالبحث عن حياة خارج كوكب الأرض. نحن واثقون من أن التجارب ستستمر في إنتاج نتائج لاغية تتحقق من نظريتنا عن الأصل بينما تدحض نظرية التطور للأصل.

* الدكتور فولكنر أستاذ علم الفلك / الفيزياء بجامعة ساوث كارولينا لانكستر.

استشهد بهذا المقال: Faulkner، D. 2009. هل يمكن للحياة أن توجد على كواكب أخرى؟ أعمال وحقائق أمبير. 38 (10): 18-19.


لعبت ضربات البرق دورًا حيويًا في نشأة الحياة على الأرض

يقول علماء الجيولوجيا إن الصواعق كانت لا تقل أهمية عن النيازك في خلق الظروف المثالية للحياة على الأرض.

لطالما تم الترويج للمعادن التي تم تسليمها إلى الأرض في النيازك منذ أكثر من 4 مليارات سنة كمكونات رئيسية لتطور الحياة على كوكبنا.

يعتقد العلماء أن كميات ضئيلة من هذه المعادن تم جلبها أيضًا إلى الأرض في وقت مبكر من خلال مليارات ضربات البرق.

ولكن الآن ، أثبت باحثون من جامعة ليدز أن الصواعق كانت مهمة مثل النيازك في أداء هذه الوظيفة الأساسية والسماح للحياة بالظهور.

يقولون إن هذا يوضح أن الحياة يمكن أن تتطور على كواكب شبيهة بالأرض من خلال نفس الآلية في أي وقت إذا كانت الظروف الجوية مناسبة. قاد البحث بنيامين هيس خلال دراسته الجامعية في جامعة ليدز في كلية الأرض والبيئة.

كان السيد هيس ومعلموه يدرسون عينة كبيرة للغاية وبقية من الفولجوريت ، وهي صخرة تشكلت عندما يضرب البرق الأرض. تشكلت العينة عندما ضرب البرق عقارًا في جلين إلين ، إلينوي ، الولايات المتحدة الأمريكية ، في عام 2016 ، وتم التبرع به لقسم الجيولوجيا في كلية ويتون القريبة.

كان باحثو ليدز مهتمين في البداية بكيفية تكوين الفولجريت ، لكنهم انبهروا باكتشاف كمية كبيرة من معدن الفوسفور غير المعتاد للغاية في عينة غلين إلين يسمى شريبيرسيت.

الفوسفور ضروري للحياة ويلعب دورًا رئيسيًا في جميع عمليات الحياة من الحركة إلى النمو والتكاثر. تم احتواء الفوسفور الموجود على سطح الأرض في وقت مبكر في المعادن التي لا يمكن أن تذوب في الماء ، ولكن يمكن أن تذوب الشريبيرسيت.

قال هيس ، وهو الآن طالب دكتوراه في جامعة ييل ، كونيتيكت ، الولايات المتحدة الأمريكية: "اقترح الكثيرون أن الحياة على الأرض نشأت في المياه السطحية الضحلة ، باتباع مفهوم داروين الشهير" البركة الصغيرة الدافئة ".

"تستدعي معظم النماذج المتعلقة بكيفية تشكل الحياة على سطح الأرض النيازك التي تحمل كميات صغيرة من الشريبيرسيت. وجد عملنا كمية كبيرة نسبيًا من الشريبيرسيت في مادة الفولجوريت المدروسة.

"يضرب البرق الأرض بشكل متكرر ، مما يعني أن الفوسفور اللازم لأصل الحياة على سطح الأرض لا يعتمد فقط على ضربات النيزك.

"ربما الأهم من ذلك ، أن هذا يعني أيضًا أن تكوين الحياة على كواكب أخرى شبيهة بالأرض يظل ممكنًا بعد فترة طويلة من ندرة آثار النيازك."

يقدر الفريق أن معادن الفوسفور الناتجة عن ضربات الصواعق تجاوزت تلك الموجودة في النيازك عندما كان عمر الأرض حوالي 3.5 مليار سنة ، وهو ما يقرب من عمر أقدم الأحافير الدقيقة المعروفة ، مما يجعل الصواعق مهمة في ظهور الحياة على الكوكب.

علاوة على ذلك ، فإن الصواعق أقل تدميراً بكثير من ضربات النيزك ، مما يعني أنها كانت أقل عرضة للتدخل في المسارات التطورية الدقيقة التي يمكن أن تتطور فيها الحياة.

نُشر هذا البحث ، الذي يحمل عنوان Lightning Strikes كميسر رئيسي لتقليل الفوسفور البريبيوتيك في بدايات الأرض ، اليوم (انظر EMBARGO) في اتصالات الطبيعة.

قامت كلية الأرض والبيئة بتمويل المشروع في إطار مخطط يتيح البحث الذي يقوده الطلاب الجامعيين باستخدام مرافق تحليلية متطورة.

قام الدكتور جيسون هارفي ، الأستاذ المساعد في الكيمياء الجيولوجية في مدرسة الأرض والبيئة في ليدز ، وساندرا بيازولو ، أستاذة الجيولوجيا الهيكلية والتكتونية في كلية الأرض والبيئة ، بتوجيه السيد هيس في مشروع البحث.

قال الدكتور هارفي: "القصف المبكر حدث يحدث مرة واحدة في النظام الشمسي. وعندما تصل الكواكب إلى كتلتها ، يصبح نقل المزيد من الفوسفور من النيازك ضئيلاً.

"البرق ، من ناحية أخرى ، ليس حدثًا لمرة واحدة. إذا كانت الظروف الجوية مواتية لتوليد البرق ، يمكن توصيل العناصر الأساسية لتكوين الحياة إلى سطح كوكب.

"قد يعني هذا أن الحياة يمكن أن تظهر على كواكب شبيهة بالأرض في أي وقت."

قال البروفيسور Piazolo: "إن بحثنا المثير يفتح الباب أمام العديد من السبل المستقبلية للتحقيق ، بما في ذلك البحث والتحليل المتعمق للفولجوريت الطازج في بيئة شبيهة بالأرض في وقت مبكر ، وتحليل متعمق لتأثير تسخين الفلاش على المعادن الأخرى للتعرف عليها. هذه الميزات في سجل الصخور ، والمزيد من التحليل لهذا الفولجوريت المحفوظ جيدًا بشكل استثنائي لتحديد نطاق العمليات الفيزيائية والكيميائية داخله.

"كل هذه الدراسات ستساعد في زيادة فهمنا لأهمية الفولجوريت في تغيير البيئة الكيميائية للأرض عبر الزمن."


أهم 10 أسئلة عن الأرض

بينما تنتقل المكوكات الفضائية إلى المدار وتتطلع التلسكوبات إلى عوالم أخرى ، تظل الأرض نفسها لغزًا من عدة نواحٍ أساسية.

في محاولة لعلاج ذلك ، أعلنت لجنة من الجيولوجيين وعلماء الكواكب هذا الأسبوع عن أهم 10 أسئلة حول كوكبنا لا تزال قائمة حتى اليوم ، والتي حيرت البشرية والباحثين بشكل غريب لمئات السنين وما بعد.

قال رئيس اللجنة دونالد ديباولو ، وهو من جامعة كاليفورنيا في بيركلي الجيوكيميائي.

استجوبت اللجنة علماء الجيولوجيا وناقشت بإسهاب للوصول إلى التركيز على هذه الأسئلة:

1: كيف تشكلت الأرض والكواكب الأخرى؟ يشعر العلماء بالحيرة من كيفية ولماذا تشكلت الكواكب في مثل هذه الأجسام المتميزة ، مع وجود الجرم السماوي الصخري فقط الذي يدعم الحياة (على حد علمنا).

2: ماذا حدث خلال "العصر المظلم" للأرض ، أو أول 500 مليون سنة بعد تشكلها؟ إن فهم التطور المبكر للأرض من شأنه أن يفسر كيفية تطور الغلاف الجوي والمحيطات. إحدى الصعوبات: تم الحفاظ على القليل من الصخور منذ ذلك الحين ، مما يعني القليل من الأدلة الملموسة.

3: كيف بدأت الحياة؟ بالإضافة إلى الصخور والمعادن هنا ، يقوم العلماء أيضًا بسبر المريخ ، حيث يسبق السجل الرسوبي لتاريخ الكواكب المبكرة أقدم صخور الأرض.

4: كيف يعمل باطن الأرض وكيف تؤثر على السطح؟ يريد العلماء معرفة المزيد عن الماضي والمستقبل للحركة الحرارية المستمرة لغطاء الأرض ولبها ، والتي تؤدي إلى البراكين وتكوين الجبال وتكوين قاع البحر.

5: لماذا تحتوي الأرض على الصفائح التكتونية والقارات؟ يتساءل العلماء عن سبب وجود صفائح للأرض ، تتحرك باستمرار ، ومدى ارتباط التكتونيات بوفرة المياه ، والقارات ، والمحيطات ، والحياة.

6: كيف يتم التحكم في عمليات الأرض من خلال خصائص المواد؟ ينشأ المحركون والهزازات الكبيرة على الأرض ، بما في ذلك الصفائح التكتونية ، من التركيب الذري وخصائص أخرى لمواد الأرض ، لذلك يرغب العلماء في معرفة المزيد عن هذه الخصائص.

7: ما الذي يسبب تغير المناخ - وكم يمكن أن يتغير؟ دراسة أعمق لتاريخ مناخ الأرض يمكن أن تساعد العلماء على التنبؤ بحجم وعواقب تغير المناخ اليوم.

8: كيف شكلت الحياة الأرض وندش وكيف شكلت الأرض الحياة؟ تعتبر التفاعلات بين الجيولوجيا وعلم الأحياء مفتاحًا لفهم دور الحياة في حقن الأكسجين في الغلاف الجوي ، والانقراضات الجماعية ومسار التطور.

9: هل يمكن توقع الزلازل والانفجارات البركانية ونتائجها؟ لا يزال العلماء لا يعرفون كيف تبدأ وتمزق الصدوع ، وكيف تتحرك الصهارة تحت سطح الأرض.

10: كيف يؤثر تدفق السوائل ونقلها على البيئة البشرية؟ العلماء غير واضحين بشأن كيفية تحرك السوائل تحت الأرض. مزيد من المعرفة حول هذا سيساعد في إدارة الموارد الطبيعية والبيئة.


العلم والإبداع: نظرة من الأكاديمية الوطنية للعلوم ، الطبعة الثانية (1999)

يشير مصطلح "التطور" عادة إلى التطور البيولوجي للكائنات الحية. لكن العمليات التي تتشكل بها الكواكب والنجوم والمجرات والكون وتتغير بمرور الوقت هي أيضًا أنواع من "التطور". في جميع هذه الحالات ، هناك تغيير بمرور الوقت ، على الرغم من اختلاف العمليات المعنية تمامًا.

في أواخر عشرينيات القرن الماضي ، قام عالم الفلك الأمريكي إدوين هابل باكتشاف مثير للاهتمام ومهم للغاية. قام هابل بعمل ملاحظات فسرها على أنها تظهر انحسار النجوم والمجرات البعيدة عن الأرض في كل اتجاه. Moreover, the velocities of recession increase in proportion with distance, a discovery that has been confirmed by numerous and repeated measurements since Hubble's time. The implication of these findings is that the universe is expanding.

Hubble's hypothesis of an expanding universe leads to certain deductions. One is that the universe was more condensed at a previous time. From this deduction came the suggestion that all the currently observed matter and energy in the universe were initially condensed in a very small and infinitely hot mass. A huge explosion, known as the Big Bang, then sent matter and energy expanding in all directions.

This Big Bang hypothesis led to more testable deductions. One such deduction was that the temperature in deep space today should be several degrees above absolute zero. Observations showed this deduction to be correct. In fact, the Cosmic Microwave Background Explorer (COBE) satellite launched in 1991 confirmed that the background radiation field has exactly the spectrum predicted by a Big Bang origin for the universe.

As the universe expanded, according to current scientific understanding, matter collected into clouds that began to condense and rotate, forming the forerunners of galaxies. Within galaxies, including our own Milky Way galaxy, changes in pressure caused gas and dust to form distinct clouds. In some of these clouds, where there was sufficient mass and the right forces, gravitational attraction caused the cloud to collapse. If the mass of material in the cloud was sufficiently compressed, nuclear reactions began and a star was born.

Some proportion of stars, including our sun, formed in the middle of a flattened spinning disk of material. In the case of our sun, the gas and dust within this disk collided and aggregated into small grains, and the grains formed into larger bodies called planetesimals ("very small planets"), some of which reached diameters of several hundred kilometers. In successive stages these planetesimals coalesced into the nine planets and their numerous satellites. The rocky planets, including Earth, were near the sun, and the gaseous planets were in more distant orbits.

The ages of the universe, our galaxy, the solar system, and Earth can be estimated using modem scientific methods. The age of the universe can be derived from the observed relationship between the velocities of and the distances separating the galaxies. The velocities of distant galaxies can be measured very accurately, but the measurement of distances is more uncertain. Over the past few decades, measurements of the Hubble expansion have led to estimated ages for the universe of between 7 billion and 20 billion years, with the most recent and best measurements within the range of 10 billion to 15 billion years.

A disk of dust and gas, appearing as a dark band in this Hubble Space Telescope photograph, bisects a glowing nebula around a very young star in the constellation Taurus. Similar disks can be seen around other nearby stars and are thought to provide the raw material for planets.

The age of the Milky Way galaxy has been calculated in two ways. One involves studying the observed stages of evolution of different-sized stars in globular clusters. Globular clusters occur in a faint halo surrounding the center of the Galaxy, with each cluster containing from a hundred thousand to a million stars. The very low amounts of elements heavier than hydrogen and helium in these stars indicate that they must have formed early in the history of the Galaxy, before large amounts of heavy elements were created inside the initial generations of stars and later distributed into the interstellar medium through supernova explosions (the Big Bang itself created primarily hydrogen and helium atoms). Estimates of the ages of the stars in globular clusters fall within the range of 11 billion to 16 billion years.

A second method for estimating the age of our galaxy is based on the present abundances of several long-lived radioactive elements in the solar system. Their abundances are set by their rates of production and distribution through exploding

supernovas. According to these calculations, the age of our galaxy is between 9 billion and 16 billion years. Thus, both ways of estimating the age of the Milky Way galaxy agree with each other, and they also are consistent with the independently derived estimate for the age of the universe.

Radioactive elements occurring naturally in rocks and minerals also provide a means of estimating the age of the solar system and Earth. Several of these elements decay with half lives between 700 million and more than 100 billion years (the half life of an element is the time it takes for half of the element to decay radioactively into another element). Using these time-keepers, it is calculated that meteorites, which are fragments of asteroids, formed between 4.53 billion and 4.58 billion years ago (asteroids are small "planetoids" that revolve around the sun and are remnants of the solar nebula that gave rise to the sun and planets). The same radioactive time-keepers applied to the three oldest lunar samples returned to Earth by the Apollo astronauts yield ages between 4.4 billion and 4.5 billion years, providing minimum estimates for the time since the formation of the moon.

The oldest known rocks on Earth occur in northwestern Canada (3.96 billion years), but well-studied rocks nearly as old are also found in other parts of the world. In Western Australia, zircon crystals encased within younger rocks have ages as old as 4.3 billion years, making these tiny crystals the oldest materials so far found on Earth.

The best estimates of Earth's age are obtained by calculating the time required for development of the observed lead isotopes in Earth's oldest lead ores. These estimates yield 4.54 billion years as the age of Earth and of meteorites, and hence of the solar system.

The origins of life cannot be dated as precisely, but there is evidence that bacteria-like organisms lived on Earth 3.5 billion years ago, and they may have existed even earlier, when the first solid crust formed, almost 4 billion years ago. These early organisms must have been simpler than the organisms living today. Furthermore, before the earliest organisms there must have been structures that one would not call "alive" but that are now components of living things. Today, all living organisms store and transmit hereditary information using two kinds of molecules: DNA and RNA. Each of these molecules is in turn composed of four kinds of subunits known as nucleotides. The sequences of nucleotides in particular lengths of DNA or RNA, known as genes, direct the construction of molecules known as proteins, which in turn catalyze biochemical reactions, provide structural components for organisms, and perform many of the other functions on which life depends. Proteins consist of chains of subunits known as amino acids. The sequence of nucleotides in DNA and RNA therefore determines the sequence of amino acids in proteins this is a central mechanism in all of biology.

Experiments conducted under conditions intended to resemble those present on primitive Earth have resulted in the production of some of the chemical components of proteins, DNA, and RNA. Some of these molecules also have been detected in meteorites from outer space and in interstellar space by astronomers using radio-telescopes. Scientists have concluded that the "building blocks of life" could have been available early in Earth's history.


What Is The Statistical Probability Of Life On Other Planets?

What is the statistical probability of life on other planets? originally appeared on Quora: the place to gain and share knowledge, empowering people to learn from others and better understand the world.

Answer by David Christian, Cofounder the Big History Project, author of Origin Story, on Quora:

When I first began teaching big history, almost 30 years ago, most scientists seemed pretty sure that life was extraordinarily rare. And it might be that it existed only on planet earth. But science moves on, and today I suspect most astrobiologists, the scientists who study the possibility of life in the universe, would guess that the Universe is crawling with life, at least with bacteria-like life. We don’t know for sure because we have not yet identified life anywhere else. But there are really three reasons for this shift.

First, in the 1990s, astronomers learnt how to detect planets around other stars and now we know that most stars have solar systems, so there may be billions of planets quite like planet Earth just in our own galaxy, the Milky Way, so there seem to be lots of places where life could possibly live. Second, on our own planet, Earth, life appeared quite soon after the planet formed. And that seems to suggest that where there exist the right “Goldilocks” conditions for life it can pop up quite easily. Finally, we have now found bacteria existing in very harsh environments, inside scalding hot springs, or inside rocks, and we know they can even survive short journeys in space. So they are tougher than we thought.

But that’s bacteria. Big creatures like ourselves are probably much rarer. After all, on planet Earth it took just a few hundred million years to create the first bacteria, but it took almost 3 billion years to create the first large creatures, like worms or trilobites. So the chances of meeting creatures like us still seem very remote. And would we want to meet them? If we did, the odds are that they would be much more powerful than us so they might treat us a bit the way we treat chickens or sheep. Not a nice thought!

This question originally appeared on Quora - the place to gain and share knowledge, empowering people to learn from others and better understand the world. You can follow Quora on Twitter, Facebook, and Google+. More questions:


شاهد الفيديو: لم نشأت الحياة على الأرض دون غيرها من الكواكب (ديسمبر 2021).