क्या नमक से प्यार करने वाले रोगाणु मंगल की मीथेन की व्याख्या कर सकते हैं?

चट्टानी और रेतीले इलाके की पृष्ठभूमि में पहाड़ हैं।

मंगल ग्रह पर गेल क्रेटर में प्राचीन झील तलछट। क्यूरियोसिटी रोवर ने इस क्षेत्र में मीथेन का पता लगाया है, और यह उस तरह का वातावरण है जहां मिथेनोजेनिक आर्किया-प्रकार के सूक्ष्मजीव आज भी जीवित रह सकते हैं, जिसमें मिट्टी में लवण और मिट्टी होती है। छवि के माध्यम सेनासा/ जेपीएल-कैल्टेक।


चूंकि यह पहली बार पता चला थाइस सदी में पहलेमंगल की पतली हवा में मीथेन लाल ग्रह के सबसे पेचीदा रहस्यों में से एक रहा है।उच्च रिकॉर्डपिछले जून में मंगल के वायुमंडल में रिपोर्ट किए गए मीथेन के स्तर में से एक था2019 की सबसे बड़ी विज्ञान कहानियां. क्या मंगल की मीथेन भूगर्भीय प्रक्रियाओं द्वारा बनाई गई है? या यह जीवन का संकेत हो सकता है? यह बहस पिछले कुछ वर्षों में और अधिक तीव्र हो गई है। अब टेक्निकल यूनिवर्सिटी बर्लिन (टीयू बर्लिन) के शोधकर्ताओं द्वारा किया गया एक नया अध्ययन एक संभावित तंत्र की रूपरेखा तैयार करता है जहां माइक्रोबियल जीवन वास्तव में निष्कर्षों की व्याख्या कर सकता है।

शोध थाचर्चा कीद्वारा एक लेख मेंडिर्क शुल्ज़-मकुचोमेंवायु और अंतरिक्ष9 जनवरी, 2020 को, औरसहकर्मी की समीक्षाकागज थाप्रकाशित8 जनवरी कोवैज्ञानिक रिपोर्ट. निष्कर्षभी पेश किए गए4 सितंबर, 2019 को ऑरलियन्स, फ्रांस में 19वें ईएएनए एस्ट्रोबायोलॉजी सम्मेलन में।


टीयू बर्लिन के डेबी मौस के नेतृत्व में किए गए इस अध्ययन में इस बात पर ध्यान केंद्रित किया गया था कि केवल पानी के माध्यम से प्राप्त पानी पर रोगाणु कैसे जीवित रह सकते हैंप्रलापजहां लवण हवा से थोड़ी मात्रा में पानी को सीधे अवशोषित करते हैं और फिर अवशोषित नमी में घुल जाते हैं। यह मंगल पर आवश्यक होगा, जहां शुष्क, ठंडी सतह पर कोई तरल पानी ज्ञात नहीं है।एक्स्ट्रीमोफाइलपृथ्वी पर सूक्ष्मजीव इस तरह से जीवित रह सकते हैं, हालांकि, जो भी थोड़ी मात्रा में नमी मौजूद है, उसका उपयोग करना। क्या मंगल के लिए भी यही सच हो सकता है?

कुछ सांसारिक रोगाणु जो प्रलाप को नियोजित करते हैं, वे भी मीथेन छोड़ते हैं। और यह ज्ञात है कि मंगल ग्रह की मिट्टी में लवण होते हैं। तो कर सकता हैप्रलापमंगल ग्रह पर हवा में मीथेन की व्याख्या करें? जबकि वर्तमान अध्ययन यह साबित नहीं करता है, अध्ययन यह सुझाव देता है कि यह स्पष्टीकरण प्रशंसनीय है।

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काले रंग की पृष्ठभूमि वाले क्लस्टर में चिकने ग्रे सिलेंडर।

का एक समूहहेलोबैक्टीरिया, पृथ्वी पर एक प्रकार का पुरातन सूक्ष्मजीव। मंगल पर मीथेन की मौजूदगी की व्याख्या इसी तरह के सूक्ष्म जीव कर सकते हैं। छवि के माध्यम सेविकिपीडिया.




मौस और उनकी टीम इन निष्कर्षों पर कैसे पहुंची?

उन्होंने नमक सहित नकली मंगल ग्रह की मिट्टी के तीन अलग-अलग संस्करणों का इस्तेमाल किया। ये एक विशेष कक्ष में समाहित थे जिसने मंगल ग्रह की सतह पर स्थितियों को फिर से बनाया। शोधकर्ता यह देखना चाहते थे कि क्या कुछ प्रकार के रोगाणु बहुत पतले वातावरण, कड़वी ठंड और तरल पानी के बिना इन नकली प्रतिकूल परिस्थितियों में नमी प्राप्त करने के लिए लवण का उपयोग करेंगे।

शोधकर्ताओं ने तीन प्रकार के मिथेनोजेनिक आर्किया का परीक्षण किया (मिथेनोजेन्स), बैक्टीरिया के समान एकल-कोशिका वाले सूक्ष्मजीव, जो पृथ्वी पर, बहुत कम ऑक्सीजन स्तर वाले वातावरण में रहते हैं, बहुत कुछ मंगल ग्रह की तरह। सभी तीन प्रकार अपने चयापचय के उप-उत्पाद के रूप में मीथेन का उत्पादन करते हैं।

तीन प्रकार के रोगाणुओं में से दो ने नकली मंगल ग्रह की स्थितियों में मीथेन का उत्पादन किया। उल्लेखनीय यह है कि यह विशेष रूप से सच था जब परीक्षणों में मंगल पर प्राचीन झीलों में पाए जाने वाले नमक और मिट्टी के समान मिट्टी का उपयोग किया गया था, जिसमें उच्च मिट्टी की मात्रा होती है। यह सिर्फ उस तरह का भूभाग है जोक्यूरियोसिटी रोवरअभी में हैआंधी गड्ढा- जो कुछ अरब साल पहले झील या झीलों की श्रृंखला हुआ करती थी - और क्यूरियोसिटी ने अब एक से अधिक अवसरों पर मीथेन की पुष्टि की है। क्यूरियोसिटी वर्तमान में की निचली ढलानों पर मिट्टी से भरपूर मिट्टी की जांच कर रही हैमाउंट शार्पगड्ढा के बीच में।


नया अध्ययन मंगल ग्रह के वातावरण में मीथेन की रिहाई के लिए एक प्रशंसनीय तंत्र प्रदान करता है, हालांकि यह अभी भी निश्चित रूप से ज्ञात नहीं है कि मीथेन जीव विज्ञान या भूविज्ञान का परिणाम है या नहीं। पृथ्वी पर, अधिकांश मीथेन का उत्पादन जीवों द्वारा किया जाता है, और मंगल के लिए भी यही सच हो सकता है, लेकिन इस बिंदु पर यह निश्चित नहीं है।

पाठ एनोटेशन के साथ ज्वालामुखी के नीचे उपसतह का क्रॉस सेक्शन।

मंगल पर मीथेन बनाने और नष्ट करने वाली प्रक्रियाओं को दर्शाने वाला चित्रण। मीथेन सतह के नीचे से उत्पन्न हो सकता है और उपसतह दरारों के माध्यम से वातावरण में छोड़ा जा सकता है। छवि के माध्यम सेयह.

शोधकर्ताओं ने पाया कि भले ही रोगाणुओं को सुखा दिया गया - सूख गया - और निष्क्रिय हो गया, फिर भी उन्हें प्रलाप द्वारा पुनर्जीवित किया जा सकता है और मीथेन जारी किया जा सकता है। सेकागज़:

हमारे परिणाम दिखाते हैं, पहली बार, कि एमआरए [मार्टियन रेजोलिथ एनालॉग्स] के पुनर्जलीकरण के माध्यम से विलुप्त होने वाले मिथेनोजेनिक आर्किया के चयापचय को पुन: सक्रिय कर सकते हैं। सीडीएस के डिजाइन ने ऊष्मायन कक्ष में प्रलाप-संचालित जल परिवहन प्रदान किया, लेकिन केवल जब एक हीड्रोस्कोपिक नमक मौजूद था। हमारे डेटा ने यह भी दिखाया कि मीथेन का उत्पादन मिथेनोजेनिक प्रजातियों, ऊष्मायन तापमान और प्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले एमआरए और नमक के प्रकार पर बहुत निर्भर करता है।


कस्टम-डिज़ाइन किए गए क्लोज्ड डिलिक्विसेंस सिस्टम (सीडीएस) के साथ, हमने विलंब की इन विट्रो प्रक्रिया का अनुकरण किया है और प्रदर्शित किया है किमेथनोसारसीना सॉलिगेलिडिकतथामेथनोसारसीना बरकेरीएक फाइलोसिलिकेट युक्त मार्टियन रेजोलिथ एनालॉग में 30 wt% सोडियम क्लोराइड की उपस्थिति में शुष्कता से बच सकता है, और इसके अलावा पानी के प्रलाप द्वारा प्रदान किए जाने के बाद चयापचय रूप से सक्रिय हो जाता है।

इस प्रकार, हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि मेथेनोजेनिक आर्किया क्षणिक पानी की उपलब्धता वाले वातावरण में रह सकते हैं और अलग-अलग नमक सांद्रता का सामना कर सकते हैं। नतीजतन, मंगल पर उपसतह वातावरण के पास नमक से भरपूर, आवधिक गीलापन के अधीन, जैसे कि प्रस्तावितआरएसएल[पुनरावर्ती ढलान लिनिया], को कुछ हेलोटोलरेंट मेथेनोजेनिक आर्किया के लिए संभावित आवास माना जा सकता है और संभावित रूप से मंगल के वातावरण में मीथेन का एक जैविक स्रोत हो सकता है।

आरएसएल याएक रेखा का आवर्ती ढलानमंगल ग्रह पर एक और विशेषता है किहाइड्रेटेड लवण होते हैं. खड़ी ढलानों पर ये अंधेरे धारियाँ चमकदार पानी के संक्षिप्त प्रवाह का परिणाम हो सकती हैं, लेकिन उनके वास्तविक कारण के बारे में अभी भी बहुत बहस है। यदि नमी शामिल है, तो वे ऐसे नमक-प्रेमी रोगाणुओं के अस्तित्व के लिए आदर्श स्थान हो सकते हैं। गेल क्रेटर के बीच में माउंट शार्प पर कुछ आरएसएल भी हैं। क्यूरियोसिटी रोवर करीब ड्राइव कर सकता था, लेकिन नासा में इसके नियंत्रकों ने इसके खिलाफ फैसला किया; रोवर द्वारा दूषित होने का खतरा था, जिसमें अभी भी अपने स्वयं के कुछ आवारा सांसारिक रोगाणु हो सकते थे।

अंतरिक्ष यान, तिथियों और राशियों की पहचान करने वाले पाठ के साथ मंगल ग्रह का आरेख।

1999 से 2018 तक मंगल ग्रह पर प्रमुख मीथेन माप का इतिहास। छवि के माध्यम सेयह.

जिज्ञासा ने सबूत पाया कि मीथेन, कम से कम अपने स्थान के पास, इसकी भिन्नता में मौसमी है। यह शायद का परिणाम हो सकता हैक्लैथ्रेट बर्फया मिट्टी समय-समय पर कुछ फंसे हुए मीथेन को गर्म अवधि, अन्य भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं, या यहां तक ​​​​कि जीव विज्ञान के एक कार्य के दौरान छोड़ती है।

पिछले एक अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने पाया कि क्यूरियोसिटी द्वारा पता लगाया गया मीथेन प्रदर्शित करता हैदैनिक बदलावसाथ ही मौसमी वाले। जैसाजॉन मूरेसकनाडा में यॉर्क विश्वविद्यालय में समझाया:

यह सबसे हालिया काम बताता है कि प्रत्येक दिन के दौरान मीथेन एकाग्रता में परिवर्तन होता है। हम पहली बार - मंगल ग्रह पर गेल क्रेटर पर मीथेन के रिसाव की दर के लिए एक एकल संख्या की गणना करने में सक्षम थे, जो औसतन 2.8 किलोग्राम [.7 गैलन] प्रति मंगल ग्रह दिवस के बराबर है।

एक अन्य पिछले अध्ययन ने यह भी दिखाया किचट्टानों का वायु अपरदनक्यूरियोसिटी द्वारा देखी गई मीथेन में भिन्नता के लिए जिम्मेदार होने की संभावना नहीं थी।

मीथेन को पहली बार 1999 में जमीन पर स्थित दूरबीनों द्वारा मंगल ग्रह के वातावरण में पाया गया था। हालांकि, विभिन्न ऑर्बिटर्स और क्यूरियोसिटी रोवर के साथ गैस का भी कई बार पता चलने के बावजूद उत्पत्ति अभी भी एक रहस्य है। जिज्ञासा भी हाल ही में पता चला हैऑक्सीजन की मात्रा में असामान्य मौसमी बदलावगेल क्रेटर में, लेकिन यह निर्धारित करने के लिए और परीक्षण की आवश्यकता है कि क्या मीथेन विविधताओं से कोई संबंध है।

उबड़-खाबड़ चट्टानी भूभाग जिसमें नीचे की ओर काली धारियाँ हैं।

की दीवारों पर आवर्ती ढलान रेखा (आरएसएल) का एक उदाहरणन्यूटन क्रेटर, जैसा कि 30 मई, 2011 को मार्स टोही ऑर्बिटर द्वारा देखा गया था। इनमें लवण और संभवतः पानी होता है। NASA/JPL-Caltech/ के माध्यम से छविएरिज़ोना विश्वविद्यालय.

अब तक, मंगल पर जीवन की खोज - अतीत या वर्तमान - ने पर ध्यान केंद्रित किया हैपानी का पालन करेंपरिदृश्य। लेकिन अगर यह नया शोध कोई संकेत है, और जैसा कि ईएएनए एस्ट्रोबायोलॉजी सम्मेलन में उल्लेख किया गया है, तो शायद उस दृष्टिकोण को संशोधित करने का समय आ गया है:

जबकि हमारे परिणाम सब्सट्रेट, पुरातन प्रजातियों, नमक और उपयोग किए गए तापमान के महत्व पर जोर देते हैं, हम दिखाते हैं - अधिक महत्वपूर्ण रूप से - पहली बार कि केवल विलुप्त होने के माध्यम से प्रदान किया गया पानी मेथेनोजेनिक आर्किया को फिर से बहाल करने और लगभग समान परिस्थितियों में उनके चयापचय को पुन: सक्रिय करने के लिए पर्याप्त है। निकट-उपसतह मंगल ग्रह के वातावरण के लिए।

इस प्रकार, हम सुझाव देते हैं कि मंगल ग्रह पर जीवन की खोज के लिए एक अधिक महत्वपूर्ण मंत्र 'पानी का पालन करें' के बजाय 'नमक का पालन करें' है। भविष्य के अंतरिक्ष मिशन, जिसमें जीवन का पता लगाने वाले मिशन शामिल हैं, को मुख्य लक्ष्य के रूप में मंगल ग्रह पर नमक युक्त क्षेत्रों का पता लगाना चाहिए। एस्ट्रोबायोलॉजी के लिए।

निचला रेखा: तकनीकी विश्वविद्यालय बर्लिन के शोधकर्ताओं के नए प्रयोगशाला अध्ययनों से पता चलता है कि पृथ्वी पर मीथेनोजेनिक आर्किया के समान रोगाणु मंगल ग्रह की रहस्यमयी मीथेन का उत्पादन कर सकते हैं।

स्रोत: मिथेनोजेनिक आर्किया डिलिक्विसेंस-चालित मंगल एनालॉग वातावरण में मीथेन का उत्पादन कर सकता है

स्रोत: विलुप्त होने की प्रक्रिया मेथनोजेनिक आर्किया को मंगल ग्रह पर चयापचय करने की अनुमति दे सकती है