معمای آبشار خون، شگفتی بزرگ جاری بر برف ، عکس - مجله استخدام جدید

غزال زیاری: در سال 1911، یک زمین شناس استرالیایی به نام توماس گریفیت تیلور، در حال کاوش در دره ای در قطب جنوب بود که به صورت تصادفی با یک آبشار عجیب روبرو شد. آبی که از زیر یخچالی به نام تیلور جاری می شد، پس از تماس با هوا، به رنگ قرمز تیره در می آمد و از همین رو این مکان را آبشار خون نامگذاری نموده بودند. در طول یک قرن گذشته، فرضیه های متعددی برای توجیه این پدیده عجیب مطرح شده بود. حالا تیمی از دانشمندان بر این باورند که بالاخره پاسخ این سوال را یافته اند: وجود نانوکره های ریز غنی از آهن، سیلیس، کلسیم، آلومینیوم، سدیم و سایر عناصر.

ولی چرا حل این معما بیش از یک قرن به طول انجامید؟ طبق مقاله ای که اخیرا در مجله مرزها در نجوم و علوم فضایی منتشر شده، این طور به نظر می رسد که نانو کره ها، موادی آمورف هستند؛ بدین معنا که فاقد ساختار کریستال هستند و از همین رو از روشهای تحلیلی قبلی که در پی مواد معدنی بودند، گریزان بودند؛ به این علت که از نظر تکنیکی آنها مواد معدنی به شمار نمی روند.

شاید به نظرتان انتخاب یک مجله نجوم و فضایی برای انتشار این مقاله عجیب به نظر برسد ولی آبشار خون در یخچال تیلور، یک سایت برای اخترزیست شناسان و دانشمندان سیاره شناسی است که تمایل زیادی دارند تا درباره چگونگی تکامل و رشد حیات در محیط های سخت در دنیا اطلاعات بیشتری کسب نمایند.

تجهیزات مریخ نوردی در مسیر یخچال تیلور

کن لیوی، از دانشگاه جان هاپکینز که یکی از نویسندگان این مقاله است در این باره گفته:با ظهور ماموریت های مریخ نوردها، تمایل زیادی برای کوشش در راستای تجزیه و تحلیل مواد جامدی که در آب آبشار خون وجود دارد، ایجاد شده است؛ گویی که اینجا یک سایت مریخی است. چه اتفاقی می افتد اگر یک مریخ نورد در قطب جنوب فرود بیاید؟آیا این مریخ نورد می تواند معین کند که چه چیزی باعث قرمز شدن آبشار خون می گردد؟ این سوال جذابی است و چندین محقق مشغول بررسی آن هستند.

یکی دیگر از این محققان جیل میکوچی از دانشگاه تنسی است؛ یک میکروبیولوژیست که سال ها درباره یخچال تیلور و آبشار خاص آن تحقیق نموده است. او و تیمش با بهره گیری از تکنیک هایی که ناسا برای ماموریت های مریخی در مسیر اکتشاف سطح این سیاره استفاده می کردند، برروی نمونه های برداشته شده از این سایت، مطالعه کردند. از جمله این تکنیک ها می توان به طیف سنجی Mossbauer که به وسیله مریخ نوردهای اسپیریت و آپورچونیتی استفاده شده بود، طیف سنجی مادون قرمز نزدیک (VNIR)، طیف سنج مادون قرمز مبه وسیله-دور مورد استفاده در نقشه بردار سراسری مریخ و فضاپیمای ادیسه مریخ؛ پراش پرتو ایکس درجا (XRD) که درمریخ نورد کنجکاوی استفاده شده بود و طیف سنج رامان که در مریخ نورد استقامت مورد استفاده قرار گرفته بود، اشاره نمود.

• شناسایی یک گونه ناشناخته جانور با 486 پا!/ عکس

• انیمیشنی که یوتیوب را منفجر کرد!

موجودات زنده در اطراف آبشار خون

در سال 2009، تیم میکوچی ، موجودات زنده ای را در دریاچه زیر یخچال تشخیص دادند که 17 گونه مختلف میکروب بودند و به نظر می رسید که با گرفتن انرژی شان از گوگرد و آهن، توانایی بقا در آب های تاریک و بدون اکسیژن را دارند. در سال 2014، این تیم با بهره گیری از ابزار خاصی به نام IceMole، به صورت مستقیم از آب نمکی که از آبشار خون جاری بود، نمونه برداری کردند.

تیم میکوچی تمام یخچال ها، غارها و رودخانه ها را نقشه برداری کردند تا معین نمایند که آب از یک مخزن زیر یخچال شور و غنی از مواد معدنی سرچشمه می گیرد و در هنگام حرکت در بین صخره ها، با یخ ها برخورد می نماید. آنها دریافتند که این آب شور خیلی سرد (با دمای منفی هفت درجه سانتیگراد)، غنی از آهن و 8% کلراید سدیم است. آنها بعلاوه توانستند یک باکتری دوستدار آب نمک که در محیط های سرد و بی هوازی رشد می نماید و بعلاوه دو نوع دیگر باکتری را نیز از آب جدا نمایند.

با این وجود این محققان هنوز نتوانسته بودند تا علت رنگ قرمز این آبشار خون را تشخیص دهند. کاشفان اولیه قطب در ابتدا فکر می کردند که وجود جلبک های قرمز باعث می گردد تا این آبشار قرمز رنگ باشد. ولی بعدها محققان احتمال وجود اکسیدهای آهن را مطرح کردند (آهن به شکلی در نمونه های اصلی گرفته شده از آب آبشار خون وجود دارد.) به نظر می رسد که رنگ این مواد در طول تابستان پررنگ تر می گردد و گزارش های تاریخی حکایت از آن دارد که رنگ این آبشار زرد و نارنجی بوده که به گوتیت یا مگنتیت نسبت داده می شده.

مطالعه ای که در سال 1965 اجرا شده، آراگونیت، کوارتز و فلدسپات را در بخش خروجی یخچال همراه با میزان کمی مگنتیت و میکا تشخیص داده بود ولی در آن بررسی از گوتیت اثری نبود.

نتایج آخرین مشاهدات چیست؟

اما در آخرین مطالعه اعضای تیم میکوچی، از نمونه های جمع آوری شده با اسکوپ استریل از مخروط یخی آبشار خون استفاده کردند که یک بار در نوامبر 2006 و دو بار در میانه ها و اواخر نوامبر 2016 جمع آوری شده بودند. آنها با بهره گیری از متدهای مختلفی به بررسی این نمونه ها پرداختند. در مقاله منتشر شده در این باره می خوانیم: هر تکنیک بخشی از پازل را حل کرد. جالب اینجاست که این بخش، ممکن بود چندین ماده معدنی پیشنهادی قبلی را رد کند.

آخرین بررسیها وجود آراگونیت، کوارتز و فلدسپات و بعلاوه کلسیت و کانی های رسی که پیش از این تشخیص داده شده بود را تائید کرد. هرچند که با ادعای قبلی که گفته می شد رنگ قرمز این آبشار از اکسیدهای آهن می آید، تناقض داشت و فقط مقادیر بسیار کمی از اکسیدهای آهن یافت شد. از سوی دیگر بررسیهای TEM وجود نانوکره های غنی از آهن را نشان داد.

لیوی در این رابطه گفته: برای آنکه اتم ها یک ماده معدنی باشند، باید در ساختار بسیار معین و کریستالی چیده شوند. این نانوکره ها کریستالی نیستند؛ پس متدهایی که پیش از این برای تشخیص این مواد مورد استفاده قرار گرفته بود، پیروز به شناسایی آنها نشده بود.

آهن موجود در نانوکره ها اکسید می شوند تا آبی که در آبشار خون جریان دارد به رنگ قرمز دربیاید. نویسندگان این مقاله معتقدند که آهن ممکن است در این عملیات تنها نباشد و حضور بعضی عناصر دیگر مثل کلر، منیزیم و سدیم ممکن است باعث ایجاد رنگ زرد متمایل به نارنجی در بخش خروجی شده باشند.

لیوی ادامه داد: اقدامات ما نشان داد که تجزیه و تحلیل اجرا شده به وسیله مریخ نوردها در مشخص ماهیت واقعی مواد محیطی در سطوح سیاره ناقص است. این موضوع به ویژه درباره سیاره های سردتری مثل مریخ، جایی که مواد تشکیل شده ممکن است در ابعاد نانو و غیرکریستالی باشند، صادق است؛ در نتیجه روش های ما برای شناسایی این مواد کافی نیست و برای درک واقعی ماهیت سطوح سیارات سنگی، بهره گیری از یک میکروسکوپ الکترونی عبوری لازم است که در حال حاضر امکان استفاده از آن در مریخ وجود ندارد.

منبع: arstechnica

5858