این کار ارزان یا آسان نیست. دلیلش این است که ما درون یک معمای طبیعی بزرگ زندگی میکنیم و میخواهیم آن را درک کنیم.
این یک دلیل است، اما دلیل اصلی اکتشافات فضایی جستوجوی حیات فراتر از زمین است. تصور این که سیاره ما ممکن است تنها سیارهای باشد که میزبان حیات است، اندیشهای نگرانکننده است.
جستوجوی ما برای حیات بر مریخ و قمرهای یخی اقیانوسی منظومه شمسی متمرکز شده است. زهره هم توجههایی را به خود جلب کرده، حتی با وجود اینکه ظاهراً محیطی غیرقابل سکونت دارد. با این حال، زهره یک سیاره سنگی است که از نظر اندازه، جرم و ترکیب کلی شباهت زیادی به زمین دارد.
زهره و زمین هر دو در منطقه قابل سکونت قرار دارند، گرچه برخی معتقدند زهره فقط از نظر فنی در این محدوده قرار دارد. با این حال، آبوهوای آنها بهطور چشمگیری متفاوت است؛ زمین همچنان قابل سکونت مانده، اما زهره دچار یک اثر گلخانهای شدید شده است.
بنابراین، زهره حرفهایی برای گفتن دارد درباره این که چگونه سیارات سنگی با شباهتهای فراوان میتوانند از نظر شرایط آبوهوایی کاملاً متفاوت باشند.
با گسترش جستوجوی ما برای یافتن حیات یا دستکم شرایط قابل سکونت در سیارات فراخورشیدی دوردست، زهره میتواند درسهای ارزشمندی به ما بدهد و به درک بهتر سیارات سنگی در مناطق قابل سکونت ستارگان دیگر کمک کند.
بر اساس ارائهای در کنفرانس علوم قمری و سیارهای 1404، یک معادله مشابه معادله دریک (Drake Equation) میتواند احتمال وجود حیات در زهره را تعیین کند و بینشی درباره جهانهای دیگر ارائه دهد.
این ارائه با عنوان «احتمال حیات سیارهای: معادله حیات زهره و ناشناختهها برای سایر دنیاها» ارائه شده است. نویسنده اصلی این پژوهش دیانا جنری، مدیر آزمایشگاه ایروبایولوژی مرکز تحقیقات ایمز ناسا است.
درست مانند معادله دریک، ما نمیتوانیم همه مقادیر معادله را پر کنیم. در عوض، معادله دریک و معادله حیات زهره (VLE) چارچوبهایی برای تفکر درباره احتمال وجود حیات در کهکشان و روی زهره ارائه میدهند.
مقادیر این معادلهها ایستا نیستند و میتوانند با گذشت زمان تغییر کنند، بنابراین VLE یک چارچوب برای سنجش احتمال وجود حیات در گذشته، حال و آینده فراهم میکند.
نویسندگان مقاله مینویسند:
«هدف اصلی VLE ارائه یک چارچوب برای برآورد احتمال وجود حیات بر اساس عواملی است که میتوان از طریق مشاهده، آزمایش و مدلسازی آنها را محدود یا کمیسازی کرد.»
سؤالات زیادی درباره تاریخچه زهره بدون پاسخ مانده است، اما دانشمندان برخی اطلاعات را کنار هم قرار دادهاند.
ممکن است این سیاره سوزان زمانی از یک دوره گرمای مرطوب برخوردار بوده باشد. در آن زمان، احتمالاً مرزهای خشکی-دریا وجود داشتند که برای حیات اهمیت زیادی دارند. این دوره با دوره هادئن پایانی و آغاز آرکئن در زمین همزمان بوده است.
از آنجا که حیات روی زمین در همین دوره ظاهر شد، احتمال وجود حیات در زهره در آن زمان کاملاً قابل تصور است.
این ما را به یک ایده بحثبرانگیز میرساند: اگر زهره زمانی میزبان حیات ساده بوده است، ممکن است آن حیات همچنان در ابرهای سیاره زنده باشد. در ارتفاع حدود ۵۰ کیلومتری، شرایط از نظر دما و فشار به طرز شگفتانگیزی مشابه زمین است.
معادله VLE، مانند معادله دریک، بر اساس پارامترهای کلیدی بنا شده است. در حالی که معادله دریک هشت پارامتر دارد، VLE سه پارامتر دارد:
- O (Origination): احتمال پیدایش و تثبیت حیات قبل از زمان مورد نظر
- R (Robustness): میزان و تنوع زیستکره در طول زمان
- C (Continuity): احتمال پایداری شرایط مناسب برای حیات در طول زمان
معادله به این شکل است: L=O×R×CL = O \times R \times CL=O×R×C
L نشاندهنده احتمال وجود حیات در زمان مشخصی است. پارامترها میتوانند مقادیری بین ۰ (به معنای عدم احتمال) تا ۱ (به معنای قطعیت) داشته باشند.
در بحث پیدایش، عواملی مانند موارد زیر در نظر گرفته میشوند:
- احتمال پیدایش حیات از طریق فرایندهای شیمیایی (آبیوژنز)
- احتمال پیدایش حیات از طریق پاناسپرمیا (انتقال حیات بین سیارات)
- احتمال وقوع چندین منشا حیات مستقل
- احتمال گسترش حیات از نقطه پیدایش به سراسر سیاره
مقدار O تنها پارامتری است که در طول زمان تغییر نمیکند؛ مقدار آن یا ۰ (عدم پیدایش) یا ۱ (پیدایش حیات) است.
پارامتر R یا «پایداری»، به بهترین سناریو از نظر زیستتوده یک سیاره در طول زمان بستگی دارد. عواملی مانند در دسترس بودن عناصر حیاتی (CHNOPS) و منابع انرژی در این پارامتر تأثیرگذارند.
برای زهره، کمبود منابع مغذی پس از ناپدید شدن مرزهای خشکی-دریا، پایداری حیات را محدود کرده است. همچنین، پایان یافتن احتمالی فعالیتهای زمینساختی زهره که بر چرخه عناصر اثر میگذارد، باعث کاهش R شده است.
در نهایت، پارامتر C یا «تداوم» بر اساس عواملی مانند:
- پایداری و طول عمر ستاره
- پایداری مداری سیاره
- ثبات زمینشناسی سیاره
- احتمال وقوع رویدادهای فاجعهبار مانند فورانهای آتشفشانی گسترده یا برخوردهای بزرگ
تعیین مقدار دقیق برای این پارامترها بسیار دشوار است. با این حال، معادله VLE ابزار ارزشمندی برای تفکر در مورد احتمال وجود حیات در زهره و دیگر جهانهای فراخورشیدی ارائه میدهد.
در نهایت، حتی با وجود چالشهای بسیاری که بر سر راه کشف حیات وجود دارد، معادله حیات زهره به ما کمک میکند تا با دیدی روشنتر و ساختاریافتهتر به این پرسش که آیا ما در کیهان تنها هستیم، پاسخ دهیم.