મંગળ ગ્રહ પર માઇક્રોબિયલ જીવન બરફનાં પાણીમાં જીવ વિકાસની શક્યતાઓ

- ફયુચર સાયન્સ - કે.આર.ચૌધરી

આ જે પણ વિજ્ઞાાનીઓમાં મંગળ ગ્રહનું આકર્ષણ ઘટયું નથી. વિજ્ઞાાનીઓ, કવિઓ, સ્વપ્નદ્રષ્ટાઓ, અને વાર્તાકારોની કલ્પનાઓને મંગળ ગ્રહ, જેને લાલ ગ્રહ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે સદીઓથી પ્રેરણા આપતો આવ્યો છે. આપણે ક્યારેક મંગળવાસીઓના બૌદ્ધિક વિકાસની વાત કરી છે, તો ક્યારેક મંગળની સુનસામ ભૂમિ પર ધૂળના તોફાનોની ચર્ચા કરીએ છીએ. છેલ્લા કેટલાક સમયથી આપણે એવી એવી અટકળો કરી રહ્યા છીએ કે 'મંગળ પર જીવ વિકાસની શક્યતાઓ કેટલી? તાજેતરના પ્રકાશિત થયેલ એક સંશોધન પત્ર પ્રમાણે બરફથી ઘેરાયેલો મંગળ ગ્રહ માઇક્રોબિયલ જીવન ટકાવી શકે તેવી પરિસ્થિતિ ધરાવે છે.

જ્યાં સુધી મંગળ પર જીવન હોવાનો સચોટ પુરાવો મળી શક્યો નથી, ત્યારે શછજીછના તાજેતરના સંશોધનમાં ક્રાંતિકારી સૂચન આપ્યું છે કે 'મંગળના બરફીલા પાણી નીચે સૂક્ષ્મ જીવાણુઓ જીવી શકે છે. આ અભ્યાસ અનુસાર, જીવોને મંગળના ધૂળિયાળા બરફના સ્તરના નીચે સૂક્ષ્મ ઓગળેલા પાણીના જળાશયોમાં જીવન મળી શકે છે. કમ્પ્યુટર મોડલોના માધ્યમથી વૈજ્ઞાાનિકોએ દર્શાવ્યું છે કે જે રીતે પૃથ્વી પર કઠિન પરિસ્થિતિઓમાં ફોટોસિન્થેસિસ થાય છે. તે રીતે મંગળ ગ્રહ ઉપર પાણીના બરફમાં સૂર્યપ્રકાશ દ્રષ્ટિગોચર થઈ શકે છે, ત્યાં ફોટોસિન્થેસિસ થઈ શકે છે. તાજેતરમાં જ આ સંશોધન પત્ર શચોિી ર્ભસસેહૈબર્ચૌહજ ઈચિાર ઃ ઈહપૈર્હિસીહા નામના જર્નલમાં પ્રકાશિત થયું છે. જેના સંશોધકોમાં નાસાની જેટ પ્રોપલ્શન લેબોરેટરીના આદિત્ય ખુલ્લર અને એરિઝોના સ્ટેટ યુનિવર્સિટીના ફિલ ક્રિસ્ટેનસનનો સમાવેશ થાય છે.

- સૂક્ષ્મજીવોના સંકેતો : હિમસ્તરો હેઠળનાં રહસ્યો

અત્યાર સુધી મંગળ ગ્રહ ઉપર અતિ સૂક્ષ્મ કહેવાય તેવી પણ જીવ સૃષ્ટિ વિજ્ઞાાનીઓ શોધી શક્યા નથી. આ કારણે વિજ્ઞાાનીઓમાં નિરાશા વ્યાપી હતી. તાજેતરમાં નાસાના સંશોધકોએ જે સંશોધન પત્ર પ્રકાશિત કર્યું છે, તેણે મંગળની સપાટીથી નીચે ૯-૧૦ ફૂટના અંતરે સૂક્ષ્મ જીવસૃષ્ટિનો વિકાસ થઈ શકે તેવી સંભાવના દર્શાવેલ છે. 

પૃથ્વી ઉપર સામાન્ય રીતે શેવાળ, ફૂગ અને માઇક્રોસ્કોપિક સાયનોબેક્ટેરિયા જેવા તમામ સૂક્ષ્મ જીવ પ્રકાશસંશ્લેષણમાંથી ઊર્જા મેળવે છે. સંશોધક આદિત્ય ખુલ્લર કહે છે કે બ્રહ્માંડમાં ક્યાંય પણ જીવન શોધવાનું હોય તો, મંગળ ગ્રહના બરફીલા પ્રદેશો સુધી મનુષ્ય સૌથી પહેલા પહોંચી શકે તેમ છે. અને મંગળ ઉપર પાણીનો બરફ એકદમ યોગ્ય જગ્યા છે. નાસાનું પસવરન્સ રોવર ફેબ્રુઆરી ૨૦૨૧માં મંગળના જેઝેરો ક્રેટર પર ઉતર્યું હતું. આ સ્થળે ક્યારેક સરોવર હોવાનો નિર્દેશ આપવામાં આવ્યો છે. પર્સિવરન્સ રોવરની કામગીરીમાં મુખ્યત્વે પ્રાચીન સુક્ષ્મજીવોના ચિહ્નો શોધવા અને પથ્થરનાં નમૂનાઓ એકઠા કરવાનો સમાવેશ થાય છે. ભવિષ્યમાં આ નમૂનાઓ પૃથ્વી પર લાવવા માટેના મિશનો આયોજન હેઠળ છે, જેથી વધુ વિશદ પરિક્ષણ કરી શકાય.

મંગળ ગ્રહના કેટલાક વિસ્તારો, જેમ કે ટેરા સિરેનમ, વૈજ્ઞાાનિકોના અભ્યાસનું કેન્દ્ર બિંદુ છે. મંગળના આ વિસ્તારમાં સફેદ, ધૂળિયાળા પટ્ટાઓ પાણીના બરફની જમાવટ હોવાનું માનવામાં આવે છે. મંગળગ્રહ ઉપર ભૂતકાળમાં હિમયુગ આવી ગયો હોવાનું વિજ્ઞાાનીઓ માને છે. જેમાંનો કેટલો બરફ હજી પણ મંગળની સપાટી ઉપર હોવાનું અનુમાન કરવામાં આવ્યું છે. આ બરફમાં મંગળની સપાટીની ધૂળ મિશ્રિત હોવાની શક્યતાઓ રહેલી છે. આમ પૃથ્વી ઉપર જે બિઅર્ર્બહૈાી ર્રનીજ એટલે કે ક્રાયોકોનાઇટ હોલ્સ જેવી રચના જોવા મળી છે. તેવી રચના મંગળના બરફ નીચે હોવાની શક્યતાઓ રહેલી છે. હવે સવાલ થાય કે 'ક્રાયોકોનાઇટ હોલ્સમાં સૂક્ષ્મજીવ કેવી રીતે પોતાનું જીવન ટકાવી શકે?'

- સૂર્યકિરણો અને બરફ : મંગળ ઉપર જીવનની સંભાવના

મંગળ ગ્રહનું સૂર્યથી અંતર, ત્યાંનાં ખૂબ જ પાતળા વાતાવરણના કારણે, મંગળ ઉપર બરફનું અસ્તિત્વ શોધવાનો પ્રશ્ન હંમેશા ચર્ચાસ્પદ રહ્યો છે. વિજ્ઞાાનીઓ માને છે કે જે રીતે સૂકો બરફ વાયુમાં પરિવર્તિત થઈ જાય છે. તેવી જ રીતે મંગળની સપાટી પર બરફ સ્વરૂપે રહેલું પાણી સીધું જ વાયુમાં પરિવર્તિત થઈ શકે છે. પરંતુ આ જ પરિસ્થિતિ કેટલાક સ્થાન ઉપર અલ્પ માત્રામાં સચવાઈ રહેલ બરફ નીચે આવેલ પાણીને લાગુ પાડી શકાય તેમ નથી.  વિજ્ઞાાનીઓએ કોમ્પ્યુટર મોડેલની ચકાસણી કરીને તારણ કાઢયું છે કે મંગળ ગ્રહ ઉપર સૂક્ષ્મજીવ સૃષ્ટિ વિકસી શકે તેવી પરિસ્થિતિનું નિર્માણ થઈ શકે છે.

મંગળના બરફનો અભ્યાસકર્તા ફિલ ક્રિસ્ટેન્સન સમજાવે છે કે મંગળના બરફના ઘન સ્તરો અંદરથી ઓગળી શકે છે. સૂર્યકિરણો ઉપરના સ્તરોને પસાર કરી, નીચેના સ્તરમાં આવેલા ધૂળના રજકણોમાં તાપમાન વધારી શકે છે. આ સમયે અહીં ગ્રીનહાઉસ જેવી ઇફેક્ટ ઊભી થાય છે. જ્યાં ગરમી બરફની અંદર સચવાઈ રહે છે. જેથી મંગળના બરફીલા સ્તરો નીચે,પીગળેલા પાણીના જળાશયો ઊભા થવાની શક્યતાઓ વધારે છે. બરફના ઉપરના સ્તરો સજીવ સૃષ્ટિના વિકાસમાં બે રીતે ફાયદાકારક સાબિત થાય એમ છે. એક સપાટી પરનો બરફ ઓગળેલા પાણીનું બાષ્પીભવન થતું અટકાવે છે. બીજું મંગળ પાસે કોઈ રક્ષણાત્મક ચુંબકીય ક્ષેત્ર નથી, જે સૂર્યની ઝેરિલા કિરણો અને કોસ્મિક રેડિયેશન સામે બચાવે. પાણીની ઉપર ૮થી ૯ જાડી બરફની પાટ, માઇક્રોબિયલ જીવનને સૂર્યના ઝેરિલા કિરણો અને કોસ્મિક રેડિયેશન સામે રક્ષણ આપી શકે છે. આ અભ્યાસ દર્શાવે છે કે મંગળ પર પૃથ્વીની માફક, બરફની સપાટીથી નીચે ૩ મીટર (૯ ફૂટ) સુધી સૂક્ષ્મ જીવ સૃષ્ટિનો વિકાસ થઈ શકે છે.

- બરફની અંદર સૃષ્ટિ

પૃથ્વી પર, ખાસ કરીને આર્કટિક, અને એન્ટાર્કટિકા જેવા યૂગલ વિસ્તારોમાં, બરફની પાટ નીચે જીવ જુદા-જુદા રૂપોમાં જીવંત રહે છે. આ ભાગમાં ખાસ પ્રકારની રચના જોવા મળે છે. જેને વિજ્ઞાાનીઓ બિઅર્ર્બહૈાી ર્રનીજ એટલે કે ક્રાયોકોનાઇટ હોલ્સ તરીકે ઓળખાવે છે. આ રચના બરફ અને માટી ધૂળના રજકણો ભેગા મળવાથી થાય છે. બરફની સપાટી ઉપર સૂર્યના કિરણો અથડાઈને પરાવર્તિત થઈ જાય છે. તેથી સપાટી ઉપરનું તાપમાન ઓછું રહે છે. જે બરફમાં માટી કે ધૂળના રજકણો રહેલા હોય છે, તે રજકણો સૂર્યના કિરણો વધારે શોષી લે છે. જેના કારણે તેનું તાપમાન સપાટીના બરફ કરતા વધારે હોય છે. અમુક ઊંડાઈએ પહોંચ્યા પછી ત્યાં પાણીનું સૂક્ષ્મ સરોવર હોય તેવી રચના થઈ જાય છે. પૃથ્વી ઉપર આ પ્રકારની રચનામાં સૂક્ષ્મજીવીઓ જેમ કે ફૂગ, શેવાળ અને સાયનોબેક્ટેરિયા જોવા મળ્યા છે. જે ફોટોસિન્થેસિસ દ્વારા ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે, અને પોતાનું અસ્તિત્વ ટકાવી રાખે છે. પૃથ્વીનાં કેટલાક ભાગમાં કઠિન પરિસ્થિતિ હોવા છતાં જીવ વિકસે છે. પૃથ્વી ઉપર ક્રાયોકોનાઈટ વસાહતો એન્ટાર્કટિકા, ગ્રીનલેન્ડ અને નોર્વેના સ્વાલબાર્ડ દ્વીપસમૂહમાં જોવા મળી છે. સ્વાલબાર્ડ દ્વીપસમૂહ સ્કેન્ડિનેવિયન દેશના ઉત્તરી કિનારે અને ઉત્તર ધ્રુવની વચ્ચે એક ટાપુની સાંકળ છે. સવાલ અહીં એ થાય છેકે મંગળના બરફીલા માળખામાં માઇક્રોબિયલ ઇકોસિસ્ટમ કેવી રીતે વિકસિત થઈ શકે છે?

ડૉ. આદિત્ય ખુલ્લર કહે છેકે 'મંગળ ગ્રહ ઉપર બે પ્રકારનો બરફ છે. પાણી જામવાથી બનેલ બરફ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ દ્વારા બનતો બરફ, જેને આપણે સૂકો બરફ કહીએ છીએ. સંશોધનપત્રમાં પ્રકાશિત થયેલ માહિતી મુજબ વિજ્ઞાાનીઓએ પાણીના બરફનો અભ્યાસ કર્યો છે. જે દર્શાવે છે કે મંગળ ગ્રહ ઉપર ભૂતકાળમાં બરફ યુગ હોવો જોઈએ. આ સમયે બરફ અને ધૂળ મિશ્રિત હિમપ્રપાત પણ થતો હોવો જોઈએ. આ અખૂટ માત્ર હવે અલ્પ માત્રાના બરફ સ્વરૂપે મંગળ ગ્રહ ઉપર બચી હોઈ શકે છે. જેમાં ધૂળનાં કણો પણ મિશ્રિત થયેલા છે.

મંગળના રહસ્યમય ખૂણા

મંગળના પ્રખ્યાત સંશોધક ફિલ ક્રિસ્ટેન્સન, જેમણે મંગળના બરફ પર દાયકાઓથી અભ્યાસ કર્યો છે, તે કહે છે કે મંગળના ઘન બરફ અને હિમ શીલાઓ નીચેથી ઓગળી શકે છે. આ અભ્યાસ તેમણે નાસાના માર્સ ઓડિસી ઓર્બિટર અને ્લ્લઈસ્ૈંજી (તાપ વિસર્જન ઇમેજિંગ સિસ્ટમ) દ્વારા કર્યો છે. તેમના પૂર્વ અભ્યાસમાં દર્શાવ્યું છે કે મંગળના ધૂળયુક્ત બરફમાં તાપમાન વધીને પ્રવાહી પાણી થઈ શકે છે. જે માઇક્રોબિયલ જીવન માટે અનુકૂળ પરિસ્થિતિનું નિર્માણ પણ કરી શકે છે. વિજ્ઞાાનીઓનાં કોમ્પ્યુટર મોડેલિંગ દ્વારા જાણવા મળ્યું છે કે ૦.૦૧થી ૦.૧ ટકા ધૂળની માત્રા ધરાવતો બરફ, ગ્રહની સપાટી નીચે પાંચથી ૩૮ સેન્ટિમીટરની ઊંડાઈએ જ સૂક્ષ્મ જીવને જીવન ટકાવવા માટે ટેકો આપી શકે છે. મોડેલમાં મંગળ ગ્રહના બંને ગોળાર્ધમાં ૪૦૦ અક્ષાંશ પર, નાના એલિયન જીવની વસાહતો ૨.૧૫ થી ૩.૧૦ મીટર ઊંડે સુધી અસ્તિત્વ ધરાવે છે. આ અભ્યાસ પછી સંશોધકોએ મંગળના અન્ય વિસ્તારોનો નકશો બનાવવાનું શરૂ કર્યું છે, જ્યાં ઓગળેલા પાણીની મોટી જમાવટ હોઈ શકે છે. આ વિસ્તારો ભવિષ્યમાં માનવ અને રોબોટિક મંગળ અભિયાન માટે મહત્વપૂર્ણ સ્થાન બની શકે છે. 

મંગળનો અભ્યાસ હજુ પૂરું થયો નથી. વિજ્ઞાાનીઓ મંગળના આકર્ષક ગ્રહના રહસ્યો ઉકેલવામાં લાગ્યા છે. આવા સંશોધનો એ વિજ્ઞાાન જગતની સમજણને વધારે ઉંડાણ સુધી લઈ જવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. બરફીય પાટની નીચે ફોટોસિન્થેસિસ થવાની શક્યતા એ દર્શાવે છેકે જીવન અતિશય કઠિન પરિસ્થિતિઓમાં પણ ટકી શકે છે. મંગળ પરના જીવન માટેની સંભાવનાની ચકાસણી કરીએ ત્યારે લાગે કે મંગળ ઉપર કોઈ ખળખળ વહેતી નદી નથી, પરંતુ ધૂળ અને બરફની પાટ નીચે, અદ્રશ્ય ખૂણાઓમાં સૂક્ષ્મ જીવ ટકી શકે છે. સંશોધનો બતાવે છેકે જીવન કોઈપણ પરિસ્થિતિઓમાં ઉદભવ અને વિકાસ કરી શકે છે. જો ભવિષ્યમાં મંગળ ગ્રહ પર માઈક્રોબિયલ જીવન મળવાની ગૌરવમય સિદ્ધિ સાબિત થશે તો, આપણો બ્રહ્માંડને જોવા અને સમજવા માટેના અભિગમ સદંતર બદલાઈ જશે.