جزيئات عضوية متنوعة على المريخ كشفتها أول تجربة TMAH على جهاز SAM

دلائل قديمة مخبأة داخل صخور المريخ

بالنسبة لأي شخص يتساءل عما إذا كان المريخ قد امتلك يوماً مكونات الحياة، تقدم هذه الدراسة قطعة مهمة جديدة من الأحجية. باستخدام مختبر كيميائي قوي على متن مسبار كيوريوسيتي التابع لناسا، اكتشف العلماء تنوعاً مفاجئاً من الجزيئات العضوية القائمة على الكربون في صخور تشكلت قبل نحو 3.5 مليار سنة. هذه الاكتشافات لا تثبت وجود حياة سابقة، لكنها تُظهر أن مادة عضوية معقدة نجت على سطح المريخ لمليارات السنين، على الرغم من الإشعاع القاسي والتهيؤ الكيميائي.

مسبار متحرك كمختبر مريخي

تأتي الاكتشافات من جهاز تحليل العينات على المريخ (SAM) على كيوريوسيتي، الذي يمكنه تسخين مسحوق الصخور المثقوب وشم الغازات الصادرة. في هذه التجربة، حفر المسبار في حجر رملي غني بالطين يدعى Mary Anning 3، جزء من عضو Knockfarrill Hill في منطقة Glen Torridon بحفرة جيل. كانت هذه الصخور في الماضي رُواسب في قاع أو قرب شاطئ بحيرة قديمة، ومعروف أن معادن الطين على الأرض جيدة في حبس وحفظ المادة العضوية. من خلال استهداف مثل هذه الصخور، آمل الفريق في التقاط أدلة كيميائية مدفونة منذ زمن بعيد من ماضي المريخ.

حمام كيميائي خاص لغبار المريخ

ما يميز هذه التجربة هو عامل كيميائي يسمى هيدروكسيد التترا ميثيل الأمونيوم (TMAH). بدلاً من مجرد خبز الصخر في فرن، أضاف جهاز SAM هذا السائل القلوي القوي ثم سخن الخليط. على الأرض، يمكن لهذا النهج — المعروف بالتحلل الحراري الكيميائي — أن يكسّر هياكل عضوية كبيرة ومتماسكة ويغطّي الأجزاء الناتجة بطرق تجعل كشفها أسهل. داخل جهاز SAM، قيس جزء من الغازات المنبعثة أثناء التسخين مباشرة وجُمع جزء آخر، وفُصّل في أعمدة فاصل الغاز، ثم حُلل بواسطة مطيافية الكتلة لتحديد هويتها.

معرض للجزيئات العضوية المريخية

أظهر معالجة TMAH أكثر من 20 جزيئاً عضوياً مختلفاً كانت إما غائبة أو أقل وضوحاً بكثير في تجارب التسخين الأبسط السابقة على نفس الصخر. العديد من هذه الجزيئات على شكل حلقات، بما في ذلك هياكل شبيهة بالبنزين، مركبات ثنائية الحلقات مثل النفثالين، وحلقات حاوية على الكبريت مثل البنزوثيوفين. بعضُها يحمل مجموعات كيميائية إضافية تحتوي على الأكسجين أو النيتروجين أو الكبريت. ووجد الفريق حتى علامات لبنية حلقة حاوية على النيتروجين تُعرف باسم متغاير الحلقات النيتروجيني (N-heterocycle)، وهو نمط يظهر في سياقات أخرى في جزيئات ذات أهمية حيوية مثل الأحماض النووية. إن تنوع وحجم هذه المركبات يشيران إلى أنها شظايا لمواد عظيمة الجزيء قديمة ساعد TMAH على تفكيكها.

تمييز الجزيئات المريخية عن آثار المسبار

أحد أكبر التحديات هو الفصل بين ما يأتي بالفعل من المريخ وبين الجزيئات التي انتجت في مكان آخر داخل الجهاز. يحتوي نظام أنابيب SAM على مواد عضوية خاصة به، وكان معروفاً وجود تسرب بطيء لعامل آخر (MTBSTFA) منذ هبوط كيوريوسيتي. لفك هذا الالتباس، قارن العلماء تشغيل Mary Anning 3 مع تشغيلات فارغة وتنظيف، ومع اختبارات معمليّة مفصلة. كما أجروا تجارب مطابقة على نيزك مورشيسون الغني بالكربون، كنموذج لنوع المواد التي ربما سقطت على المريخ في الماضي. العديد من المركبات المرصودة في الصخر المريخي، بما في ذلك البنزوثيوفين وأنظمة الحلقات الميثيلية المتنوعة، أظهرت نفس السلوك في اختبارات النيزك عندما تحللت شبكات الكربون الكبيرة بواسطة TMAH. وفي الوقت نفسه، لم تظهر بعض علامات التلوث، مما يعزز الحجة بأن الجزيئات الرئيسية، وخاصة الحلقات العطرية الأكبر، أصلية للصخر المريخي.

ماذا تعني هذه الآثار الكيميائية بالنسبة للمريخ

ترسم النتائج معاً صورة لمريخ كان يحتوي مبكراً في تاريخه على مادة كربونية معقدة وبعضها صمد في الصخور السطحية لمليارات السنين. لا تزعم الدراسة أن هذه المواد العضوية كانت حيوية؛ فقد تكون مصدرها النيازك، أو تفاعلات غير حيوية بين الماء والصخر، أو عمليات أخرى. لكن تنوع الجزيئات المحفوظة — بما في ذلك أنواع حاوية على الكبريت والنيتروجين واحتمال وجود متغايرات حلقية نيتروجينية — يوضح أن المريخ احتفظ بسجل كيميائي غني من ماضيه. تثبت تجربة TMAH الميدانية الأولى أن كيوريوسيتي والبعثات المستقبلية قادرتان على فتح المواد العظيمة الجزيء القديمة على المريخ. مع تشغيلات محسّنة وأجهزة جديدة على المراكب والهبّات القادمة، قد تكشف تقنيات مماثلة في يوم من الأيام ما إذا كان أي جزء من ذلك الكربون القديم قد شكّل يوماً جزءاً من أنظمة حية.

الاستشهاد: Williams, A.J., Eigenbrode, J.L., Millan, M. et al. Diverse organic molecules on Mars revealed by the first SAM TMAH experiment. Nat Commun 17, 2748 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70656-0

الكلمات المفتاحية: المواد العضوية على المريخ, مسبار كيوريوسيتي, حفرة جيل, علم الأحياء الفلكي, جيولوجيا المريخ