تنص نظرية Panspermia على أن الحياة موجودة من خلال الكون ، ويتم توزيعها بين الكواكب والنجوم وحتى المجرات بواسطة الكويكبات والمذنبات والنيازك والكواكب. في هذا الصدد ، بدأت الحياة على الأرض منذ حوالي 4 مليارات سنة بعد أن هبطت الكائنات الحية الدقيقة على متن صخور الفضاء على السطح. على مر السنين ، تم تكريس بحث كبير لإثبات أن الجوانب المختلفة لهذه النظرية تعمل.
يأتي أحدثها من جامعة أدنبره ، حيث يقدم البروفيسور آرجون بيريرا طريقة أخرى ممكنة لنقل الجزيئات الحاملة للحياة. وفقًا لدراسته الأخيرة ، قد يكون غبار الفضاء الذي يتلامس دوريًا مع الغلاف الجوي للأرض هو ما جلب الحياة إلى عالمنا منذ مليارات السنين. إذا كان هذا صحيحًا ، فقد تكون هذه الآلية نفسها مسؤولة عن توزيع الحياة في جميع أنحاء الكون.
من أجل دراسته التي نشرت مؤخراً علم الأحياء الفلكيةتحت عنوان "تصادم غبار الفضاء كآلية هروب كوكبي" ، درس البروفيسور بيريرا إمكانية أن غبار الفضاء يمكن أن يسهل هروب الجسيمات من الغلاف الجوي للأرض. وتشمل هذه الجزيئات التي تشير إلى وجود الحياة على الأرض (المعروف أيضًا باسم biosignatures) ، ولكن أيضًا الحياة الميكروبية والجزيئات الضرورية للحياة.
تؤثر التدفقات السريعة للغبار بين الكواكب على غلافنا الجوي بشكل منتظم ، بمعدل حوالي 100.000 كجم (110 طن) في اليوم. يتراوح هذا الغبار في الكتلة من 10-18 إلى 1 جرام ، ويمكن أن تصل إلى سرعات من 10 إلى 70 كم / ثانية (6.21 إلى 43.49 ميجابت في الثانية). ونتيجة لذلك ، فإن هذا الغبار قادر على التأثير على الأرض بطاقة كافية لطرد الجزيئات من الغلاف الجوي وإلى الفضاء.
تتكون هذه الجزيئات إلى حد كبير من تلك الموجودة في الغلاف الحراري. على هذا المستوى ، تتكون هذه الجسيمات إلى حد كبير من عناصر غير مترابطة كيميائيًا ، مثل النيتروجين الجزيئي والأكسجين. ولكن حتى على هذا الارتفاع العالي ، من المعروف أيضًا وجود جسيمات أكبر - مثل تلك القادرة على إيواء البكتيريا أو الجزيئات العضوية -. كما يقول الدكتور بيريرا في دراسته:
"بالنسبة للجسيمات التي تشكل الغلاف الحراري أو فوقه أو تصل إليه من الأرض ، إذا اصطدمت بغبار الفضاء ، فيمكن إزاحتها أو تغييرها في الشكل أو نقلها بواسطة غبار الفضاء الوارد. قد يكون لهذا عواقب على الطقس والرياح ، ولكن الأكثر إثارة للاهتمام وتركيز هذه الورقة هو احتمال أن هذه التصادمات يمكن أن تعطي الجسيمات في الغلاف الجوي سرعة الهروب اللازمة والمسار التصاعدي للهروب من جاذبية الأرض. "
بالطبع ، تقدم عملية الجزيئات التي تهرب من غلافنا الجوي بعض الصعوبات. بالنسبة للمبتدئين ، يتطلب الأمر وجود ما يكفي من القوة الصاعدة التي يمكنها تسريع هذه الجسيمات للهروب من سرعات السرعة. ثانيًا ، إذا تم تسريع هذه الجسيمات من ارتفاع منخفض جدًا (أي في طبقة الستراتوسفير أو أقل) ، فستكون كثافة الغلاف الجوي عالية بما يكفي لإنشاء قوى سحب تؤدي إلى إبطاء الجسيمات الصاعدة.
بالإضافة إلى ذلك ، ونتيجة لسفرها السريع إلى الأعلى ، ستخضع هذه الجسيمات لتسخين هائل إلى درجة التبخر. لذا ، في حين أن الرياح ، والإضاءة ، والبراكين ، وما إلى ذلك ستكون قادرة على نقل قوى ضخمة على ارتفاعات منخفضة ، فإنها لن تكون قادرة على تسريع الجسيمات السليمة إلى النقطة التي يمكنها تحقيق سرعة الهروب فيها. من ناحية أخرى ، في الجزء العلوي من الغلاف الجوي والغلاف الحراري ، لن تعاني الجسيمات كثيرًا من السحب أو التسخين.
على هذا النحو ، يخلص بيريرا إلى أن الذرات والجزيئات الموجودة بالفعل في الغلاف الجوي الأعلى فقط يمكن دفعها إلى الفضاء عن طريق تصادم الغبار الفضائي. من المحتمل أن تتكون آلية دفعهم هناك من نهج مزدوج الحالة ، حيث يتم دفعهم أولاً في الغلاف الحراري السفلي أو أعلى بواسطة بعض الآليات ومن ثم دفعهم بقوة أكبر بسبب تصادم الغبار الفضائي السريع.
بعد حساب السرعة التي يؤثر بها غبار الفضاء على غلافنا الجوي ، حدد بيريرا أن الجزيئات الموجودة على ارتفاع 150 كم (93 ميل) أو أعلى فوق سطح الأرض ستطرق إلى ما وراء حدود جاذبية الأرض. ستكون هذه الجزيئات بعد ذلك في الفضاء القريب من الأرض ، حيث يمكن التقاطها عن طريق تمرير أجسام مثل المذنبات أو الكويكب أو الأجسام القريبة من الأرض (NEO) ونقلها إلى كواكب أخرى.
بطبيعة الحال ، يثير هذا سؤالًا آخر مهمًا للغاية ، وهو ما إذا كان يمكن لهذه الكائنات الحية البقاء في الفضاء أم لا. ولكن كما يلاحظ بيريرا ، فقد أثبتت الدراسات السابقة قدرة الميكروبات على البقاء في الفضاء:
"إذا تمكنت بعض الجسيمات الميكروبية من إدارة الرحلة المحفوفة بالمخاطر إلى أعلى وخارج جاذبية الأرض ، يبقى السؤال هو مدى بقائها على قيد الحياة في البيئة القاسية للفضاء. تم ترك جراثيم بكتيرية على السطح الخارجي لمحطة الفضاء الدولية على ارتفاع 400 كيلومتر تقريبًا ، في بيئة فراغ شبه قريبة ، حيث لا يوجد ماء تقريبًا ، وإشعاع كبير ، ودرجات حرارة تتراوح من 332 ألف على جانب الشمس إلى 252 ألف على جانب الظل ، ونجا 1.5 سنة ".
شيء آخر يعتبره بيريرا هو الحالة الغريبة للتارديغراديس ، الحيوانات الصغيرة ذات الثمانية أرجل والتي تعرف أيضًا باسم "الدببة المائية". وقد أظهرت التجارب السابقة أن هذا النوع قادر على البقاء في الفضاء ، حيث أنه مقاوم بشدة للإشعاع والجفاف. لذا من الممكن أن مثل هذه الكائنات الحية ، إذا تم طردها من الغلاف الجوي العلوي للأرض ، يمكن أن تعيش لفترة طويلة بما يكفي للركوب إلى كوكب آخر
في النهاية ، تشير هذه النتائج إلى أن تأثيرات الكويكبات الكبيرة قد لا تكون الآلية الوحيدة المسؤولة عن الحياة المنقولة بين الكواكب ، وهو ما اعتقده أنصار بانسبيرميا سابقًا. كما ذكر بيريرا في بيان صحفي لجامعة إدنبرة:
إن الاقتراح القائل بأن تصادم غبار الفضاء يمكن أن يدفع الكائنات الحية عبر مسافات هائلة بين الكواكب يثير بعض التوقعات المثيرة لكيفية نشأة الحياة والغلاف الجوي للكواكب. تم العثور على تدفق غبار الفضاء السريع عبر أنظمة الكواكب ويمكن أن يكون عاملاً مشتركًا في تكاثر الحياة ".
بالإضافة إلى تقديم نظرة جديدة على Panspermia ، فإن دراسة بيريرا مهمة أيضًا عندما يتعلق الأمر بدراسة كيفية تطور الحياة على الأرض. إذا كانت الجزيئات البيولوجية والبكتيريا تهرب من الغلاف الجوي للأرض بشكل مستمر على مدار فترة وجودها ، فإن هذا قد يشير إلى أنها ما زالت يمكن أن تطفو في النظام الشمسي ، ربما داخل المذنبات والكويكبات.
هذه العينات البيولوجية ، إذا أمكن الوصول إليها ودراستها ، ستكون بمثابة جدول زمني لتطور الحياة الميكروبية على الأرض. من الممكن أيضًا أن تعيش البكتيريا المنقولة بالأرض اليوم على كواكب أخرى ، ربما على كوكب المريخ أو أجسام أخرى حيث تنغلق في الجليد السرمدي أو الجليد. هذه المستعمرات ستكون في الأساس كبسولات زمنية ، تحتوي على حياة محفوظة يمكن أن تعود إلى مليارات السنين.
