کاوشگر Curiosity ناسا پس از خرد کردن یک سنگ، به معمایی مریخی دست یافت؛ سنگی که چیزی را نشان داد که دانشمندان هرگز انتظار کشیدن آن را روی سیارهٔ سرخ نداشتند.
در ۳۰ مه ۲۰۲۴، در جریان یک عبور معمولی از سطح ناهموار مریخ، کاوشگر Curiosity ناسا روی یک سنگ شکننده در کانال گدیژ ولیس عبور کرد، آن را شکافته و چیزی را که هیچ مأموریت پیشین شناسایی نکرده بود، نشان داد: بلورهای گوگرد عنصری.
این ماده زردرنگ چشمنواز به سرعت توجه تیم علمی را جلب کرد. در حالی که ترکیبهای گوگردی برای مریخ جدید نیستند، گوگرد بهصورت عنصری—S₈—تا بهحال شناسایی نشده بود. این تنها یک کشف تازهنفس نبود؛ این کشف در ناحیهای زمینشناسی رخ داد که چنین ترکیبی بهطور قطع انتظار نمیرفت.
دانشمندان ناسا بهسرعت اشاره کردند که گوگرد خالص تنها تحت شرایط بسیار خاص تشکیل میشود — معمولاً مرتبط با فرآیندهای آتشفشانی یا هیدروترمال، که پیش از این به این ناحیه از مریخ ارتباط داده نشده بود. این امر کشف را هم از نظر شیمی زمینشناسی غیرعادی و هم بهعنوان یک علامت مهم در جستجوی جاری برای شواهد حیاتپذیری گذشته میسازد.
«یافتن میدانی از سنگهای ساختهشده از گوگرد خالص، همچون یافتن یک واحه در دل صحرایی است»، گفت اشوین وساوادا، دانشمند پروژهٔ Curiosity در آزمایشگاه پرتاب موشکی ناسا (JPL)، در بیانیهٔ رسمی ناسا.
یک بلور زرد، معمایی عمیقتر
گوگرد نقش حیاتی در نگهداری حیات در زمین ایفا میکند. بسیاری از گونههای میکروبی از ترکیبهای گوگردی بهعنوان منبع انرژی استفاده میکنند، بهویژه در محیطهای کماکسژن مانند برکههای هیدروترمال عمیق در اقیانوس. این زمینه در مریخ نیز اهمیت دارد، جایی که دانشمندان دههها در جستجوی نشانههای زمینشناسی بودهاند که ممکن است در گذشته حیات را پشتیبانی کرده باشند.
گوگرد عنصری، بهویژه، تنها تحت شرایط محدود شیمیزمینشناسی تشکیل میشود؛ شرایطی که معمولاً شامل فعالیتهای آتشفشانی، واکنشهای زیرزمینی آبزمینی یا محیطهای کماکسژن است. با این حال، چنین فرآیندهایی پیش از این در گدیژ ولیس ثبت نشده بود — تا کنون.
زمیننمایی که در آن Curiosity این کشف را انجام داد، بهدلیل پیچیدگیاش شناخته شده است. کانال گدیژ ولیس لایههای مادهای را در بر دارد که توسط سیلهای فاجعهبار، رانشهای زمین و فرسایش شکل گرفتهاند. پژوهشگران بر این باورند که جریانهای آب و آوار در زمانی این کانال را تراشیدهاند؛ که در امتداد دامنههای کوه شارپ—کوهی با ارتفاع پنج کیلومتری که کاوشگر از سال ۲۰۱۴ به سمت آن صعود میکند—میپیچد.
بر اساس بهروزرسانی علمی تفصیلی ناسا، ترکیب سنگهای گردشیدهٔ رودخانهای با بقایای زاویهدار نشان میدهد که این ناحیه تا چه اندازه بهسرعت دگرگون شده است. سنگهای نزدیک حاشیههای سفید کمرنگی دارند — نشانههایی که معمولاً ناشی از تعاملات آبزمینی کهن هستند — که نشان میدهد گوگرد ممکن است از سیالات شیمیاِی تغییر یافته رسوب کرده باشد. این تفسیر با مدارک افزایندهای که نشان میدهد مریخ پیش از این دارای هیدروسفر پیچیدهای و چرخههای شیمیزمینی فرار بوده، سازگار است.
علم تصادفی، پیامدهای بزرگ
بلورهای گوگرد بهطور کامل بهصورت تصادفی کشف شدند. Curiosity بهنشاندهشدهٔ سنگ را بهصورت ناخواسته خرد کرد و در حین عبور از سطح ناهموار، آن را شکافت. تنها چند روز پس از آن، دانشمندان مأموریت سنگهای مشابهی را که در نزدیکی پراکنده بودند و همه دارای رنگ زرد یکسان بودند، شناسایی کردند. چون سنگهای گوگرد اولیه برای حفاری بیش از حد نرم بودند، تیم به یک گزینهٔ مقاومتر روی آورد: سنگی به نام «Mammoth Lakes» که در همان کانال واقع شده است.
در ۱۸ ژوئن ۲۰۲۴، کاوشگر با موفقیت در محل نمونهگیری ۴۱ام خود حفاری کرد و سنگ پودر شدهای را برای تجزیه و تحلیل داخلی با استفاده از ابزارهای SAM (تحلیل نمونه در مریخ) و ChemCam جمعآوری نمود. این نمونه اکنون تحت بررسی دقیق قرار دارد تا مشخص شود آیا ترکیبهای دیگری — مانند فسفر، کربن یا نیتریتها — در کنار گوگرد موجود هستند؛ که به پژوهشگران در بازسازی فرآیند تشکیل بلورهای زرد کمک میکند.
پیامدهای این کشف فراتر از زمینشناسی است. در تحلیلی در سایت Earth.com، پژوهشگران بر پتانسیل زیستستارهای گوگرد تأکید کردند. در زمین، متابولیسمهای مبتنی بر گوگرد به حمایت از حیات میکروبی در محیطهای منزوی و افراطی کمک میکنند. اگرچه این کشف نشانهای از وجود حیات نیست، ولی نشان میدهد که مریخ پیش از این دارای نواحی شیمیایی غنی بوده که ممکن است گرادیانهای انرژی لازم برای فعالیت میکروبی را تأمین میکردهاند.
گوگرد، شیمیزمینشناسی و معادلهٔ حیات
در علم سیارات، گوگرد سرنخی کلیدی است. در زمین، گوگرد در حالات اکسیداسیونی مختلف حضور دارد و بین اتمسفر، هیدروسفر و بیوسفر در چرخهای متناوب قرار میگیرد. گوگرد خالص کشفشده در مریخ، نشانگر شیمی دینامیک ردوکس است که ممکن است میلیاردها سال پیش فعال بوده باشد.
این کشف، زمینهای را به دادههای بلندمدت جمعآوریشده توسط Curiosity میافزاید؛ کاوشگری که از زمان ورود به این ناحیه در اواخر ۲۰۲۳، به بررسی مواد معدنی حاوی سولفات پرداخته است. پیش از این کشف، موجودی گوگرد مریخ عمدتاً بهصورت سولفاتها شناخته میشد؛ نمکی که از تبخیر آبهای قدیمی تشکیل میشود. افزودن گوگرد عنصری، همانگونه که در گزارش ScienceAlert توصیف شد، درهای تفسیرهای جدیدی را برای چگونگی شکلگیری شیمی فرار بر سطح سیاره باز میکند.
ورودی ویکیپدیا دربارهٔ گوگرد تأیید میکند که گوگرد عنصری معمولاً در مناطق فعال آتشفشانی یا از طریق فعالیتهای زیستی در محیطهای کاهشدهنده شکل میگیرد. هر دو سناریو اکنون برای گدیژ ولیس مورد بررسی قرار گرفتهاند — اگرچه برای محدود کردن این احتمالات، دادههای بیشتری لازم است.