نموذج يحاكي الأرض بلا حياة لدعم البحث عن كائنات فضائية

طور فريق من العلماء نموذجا حاسوبيا يعيد بناء تطور الأرض كما لو أنها لم تعرف الحياة، لمساعدة علماء الفلك على التمييز بين الكواكب القابلة للحياة وتلك التي تؤوي كائنات حية. ويمتد النموذج من تشكل الأرض قبل 4.5 مليار سنة إلى نحو 500 مليون سنة في المستقبل.

أبرز النقاط

• يحاكي النموذج تطور الأرض من دون تأثير الكائنات الحية، من تشكلها قبل 4.5 مليار سنة إلى نحو 500 مليون سنة في المستقبل.
• يجمع النموذج تفاعلات باطن الأرض وسطحها وغلافها الجوي، ويحسب تأثير العمليات الجيولوجية والمناخية.
• أعادت المحاكاة إنتاج 19 خاصية أساسية للأرض قبل الثورة الصناعية، وبلغ متوسط حرارتها 13.75 درجة مئوية مع بقاء المياه السائلة.
• يخطط الباحثون لاستخدام النموذج في دراسة الكواكب الخارجية ومقارنة نتائجه بملاحظات التلسكوبات لفحص البصمات الحيوية.

ويستبعد النموذج أثر الكائنات الحية في الغلاف الجوي والأنظمة الجيولوجية، لإظهار ما يمكن أن تصنعه العمليات الطبيعية وحدها. فوجود المياه السائلة ودرجات الحرارة المناسبة لا يثبت بمفرده أن كوكبا ما مأهول.

أخبار ذات صلة

مرضى السكري.. 5 فواكه خريفية قد تناسب نظامك الغذائيالشوكولاتة الداكنة.. طرق اختيارها وتناولها لدعم صحة القلب

كيف يعمل نموذج الأرض بلا حياة

قاد تطوير النموذج الباحثة سامانثا جيلبرت جانيتشيك من جامعة واشنطن، ويجمع بين تفاعلات مكونات الأرض، من اللب والوشاح والقشرة والسطح إلى الغلاف الجوي. ويحسب النموذج مجموعة من العمليات المؤثرة في مناخ الكوكب وتركيبه، أبرزها:

• انتقال الحرارة الناتجة عن باطن الأرض بين طبقاته.
• التبادل الكيميائي بين الصخور والغلاف الجوي، والغازات المنبعثة بفعل النشاط الجيولوجي.
• تأثير الإشعاع الشمسي في مناخ الأرض، ودورة المياه والكربون والتفاعلات بين المحيطات والغلاف الجوي.

واستطاع الباحثون إعادة إنتاج 19 خاصية أساسية للأرض قبل الثورة الصناعية، بما يتوافق مع القياسات العلمية المتاحة، رغم استبعاد تأثير الحياة من الحسابات. وشمل ذلك تفاعلات المكونات الداخلية والسطحية للكوكب.

نتائج نموذج الأرض بلا حياة

بلغ متوسط درجة حرارة سطح الأرض في المحاكاة نحو 286.9 كلفن، بما يعادل 13.75 درجة مئوية، مع بقاء المحيطات والمياه السائلة. وتشير النتيجة إلى أن كوكبا صخريا قد يحتفظ بظروف ملائمة للحياة من دون أن توجد عليه كائنات حية.

وتوضح الدراسة أن العمليات الجيولوجية قد تنظم الحرارة وتركيب الغلاف الجوي على مدى مليارات السنين. ومن بينها دورة الكربونات والسيليكات، التي تنظم مستويات ثاني أكسيد الكربون عبر تفاعل التجوية الصخرية والنشاط البركاني وكيمياء المحيطات، وتحد من التقلبات المناخية رغم تغير سطوع الشمس تدريجيا.

استخدام النموذج للبحث عن الحياة

يعتزم الباحثون توظيف النموذج في دراسة الكواكب الخارجية التي تدور حول نجوم غير الشمس، عبر إدخال بياناتها الأساسية ومحاكاة تطور أغلفتها الجوية من دون افتراض وجود حياة. وبعد ذلك تقارن نتائج المحاكاة بما تجمعه التلسكوبات من ملاحظات فعلية.

إذا فسرت العمليات غير البيولوجية تركيب الغلاف الجوي للكوكب، تراجع احتمال أن تكون خصائصه ناجمة عن الحياة؛ أما تعذر تفسير بعض الخصائص فقد يجعل الكوكب جديرا بمزيد من البحث. وتفيد المقارنة في فحص البصمات الحيوية، مثل الأكسجين والميثان، اللذين تنتجهما الكائنات الحية على الأرض، وقد يشكل وجودهما معا مؤشرا قويا، لكنه ليس دليلا قاطعا.

ويهدف النموذج إلى استبعاد التفسيرات الطبيعية التي قد تنتج إشارات مشابهة للحياة، ودعم مهام التلسكوبات المستقبلية، ومنها مرصد العوالم الصالحة للحياة الذي تخطط ناسا لتطويره لرصد كواكب شبيهة بالأرض حول النجوم القريبة وتحليل أغلفتها الجوية.

ويرى الباحثون أن محاكاة الأرض من دون حياة توفر خط أساس علميا، لأن وجود المحيطات والغلاف الجوي ودرجات الحرارة المناسبة لا يكفي وحده لإثبات أن الكوكب مأهول.

ماذا يعني هذا الخبر؟

يساعد النموذج العلماء على التمييز بين كوكب تتوافر فيه ظروف ملائمة للحياة وكوكب قد توجد عليه حياة بالفعل. وهذا يعني أن وجود الماء السائل ودرجات الحرارة المناسبة وحدهما لا يثبت أن الكوكب مأهول.

أسئلة وأجوبة

ما الهدف من نموذج الأرض بلا حياة؟

مساعدة علماء الفلك على التمييز بين الكواكب القابلة للحياة وتلك التي تؤوي كائنات حية.

ما الذي يحاكيه النموذج؟

يحاكي تطور الأرض من دون أثر الكائنات الحية في الغلاف الجوي والأنظمة الجيولوجية.

هل وجود الأكسجين والميثان دليل قاطع على الحياة؟

لا، فوجودهما معا قد يشكل مؤشرا قويا، لكنه ليس دليلا قاطعا.