মঙ্গলের পানি

সব জীবের পানির প্রয়োজন। ১৯৭১ সালে শুরু হওয়া মঙ্গল গ্রহে নয়টি অবতরণ মিশনের সাফল্য এবং আজ গ্রহটিকে প্রদক্ষিণ করছে ১৪ টি উপগ্রহের অস্তিত্বের পরিপ্রেক্ষিতে, এটি দুর্ভাগ্যজনক যে এই মিশনগুলির কোনওটিই মঙ্গলের বর্তমান পৃষ্ঠে জল বা জীবনের প্রমাণের একটিও প্রমাণ খুঁজে পায়নি। যাইহোক, এই মিশনগুলিতে মঙ্গল গ্রহের পৃষ্ঠে কাঠামো (উদাঃ, নদীর অববাহিকা), জলযুক্ত নদীর গঠন এবং লৌহঘটিত ধাতু (উদাঃ, কাদা) চিহ্নিত করা হয়েছে, যা পানির উপস্থিতির প্রমাণ [1971]। বিজ্ঞানীদের ধারণা, কোটি কোটি বছর আগে মঙ্গলে পানির অস্তিত্ব ছিল।

মঙ্গল তার বায়ুমণ্ডলের আংশিক ক্ষতির ফলে তার পৃষ্ঠে জল হারিয়েছে। তবে মিশনগুলির দেওয়া তথ্যের জন্য বিজ্ঞানীরা মঙ্গলের প্রাথমিক পরিবেশ কেমন ছিল সে সম্পর্কে একটি ধারণা অর্জন করেছেন। বিজ্ঞানীরা বিশ্বাস করেন যে জলটি বাষ্পীভূত হতে শুরু করার পরে লবণাক্ত হয়ে ওঠে (গ্রহের মিঠা পানির চেয়ে কমপক্ষে দ্বিগুণ লবণাক্ততা) এবং বিশেষত সালফাইড আকারে সালফার সমৃদ্ধ হয়ে ওঠে। আর এই রাসায়নিক উপাদানই পচা ডিমে গন্ধ জোগায়! আমরা আরও জানি যে জীবনের অস্তিত্বের জন্য প্রয়োজনীয় মূল উপাদানগুলি (কার্বন, হাইড্রোজেন, অক্সিজেন, নাইট্রোজেন, ফসফরাস এবং সালফার) পাওয়া গেছে। সিএইচএনওপিএস

), মঙ্গল গ্রহের শিলা এবং মাটিতে।

যদি মঙ্গল গ্রহে আগে প্রাণের অস্তিত্ব থাকত, তবে এটি অবশ্যই জলের দেহে বা তার কাছাকাছি বিদ্যমান ছিল এবং এটি সম্ভব যে এই মঙ্গলীয় জীবগুলি তাদের অস্তিত্বের প্রমাণ রেখে গেছে। তবে পূর্ববর্তী জীবনের প্রমাণ খুঁজতে মঙ্গল গ্রহে মিশন পাঠানোর আগে আমাদের কী প্রমাণ সন্ধান করতে হবে সে সম্পর্কে আমাদের ধারণা পেতে হবে। এই সরঞ্জামগুলি গুরুত্বপূর্ণ, কারণ মঙ্গল গ্রহের মিশন খুব জটিল এবং ব্যয়বহুল। বিজ্ঞানীরা পৃথিবীর পরিবেশ অধ্যয়ন করে তাদের সরঞ্জামগুলি শুরু করেন যা প্রাচীন মঙ্গল গ্রহে পাওয়া একই হাইড্রোকেমিক্যাল উপাদান ধারণ করে। যদিও পৃথিবীতে এমন অনেক পরিবেশ রয়েছে যা মঙ্গলের জল সম্পর্কে আমাদের বোঝার উন্নতি করতে পারে এবং এতে পূর্ববর্তী জীবন রয়েছে কিনা তার সম্ভাব্যতা উন্নত করতে পারে, পৃথিবীতে এমন কোনও আদর্শ পরিবেশ নেই যা এই জাতীয় তুলনা করতে পারে।

কানাডার সর্বোচ্চ বিন্দুতে অ্যাক্সেল হেবার্গ দ্বীপে রঙিন পিক স্প্রিং গ্রুপটি এমন একটি উপযুক্ত পরিবেশ (চিত্র 1)। জল অত্যন্ত লবণাক্ত এবং সালফার সমৃদ্ধ। কালার পিক স্প্রিংসের গড় বাতাসের তাপমাত্রা মাইনাস ২০ ডিগ্রি সেলসিয়াস। এটি শীতকালে মাইনাস ৪০ ডিগ্রি সেলসিয়াসে নেমে যেতে পারে, যদিও দ্বীপের ঝর্ণাগুলি কখনই জমে না কারণ এগুলিতে প্রচুর পরিমাণে লবণ থাকে (একইভাবে লবণ বরফ গঠন রোধ করতে রাস্তায় ছড়িয়ে পড়ে) [20, 40]। আমরা কালার পিক স্প্রিং ওয়াটার এবং পলির নমুনাও সংগ্রহ করেছি এবং যুক্তরাজ্যের একটি পরীক্ষাগারে পৌঁছানো পর্যন্ত কম তাপমাত্রায় সংরক্ষণ করেছি।

• চিত্র 1 - (ক) এক্সেল হেবার্গ দ্বীপের একটি মানচিত্র, যেখানে দ্বীপটি বাদামী রঙে দেখানো হয়েছে এবং বরফের ক্যাপগুলি সাদা রঙে দেখানো হয়েছে।
• তাদের আলাদা করার জন্য রঙিন শিখর স্প্রিংসগুলিতে একটি তারা রয়েছে, যখন তাদের আলাদা করার জন্য অন্যান্য নোনতা ঝর্ণাগুলিতে লাল বিন্দু রয়েছে। (খ) রঙিন পিক স্প্রিংসের একটি ফটোগ্রাফ তাদের স্প্রিংসের উত্সগুলি আলাদা করার জন্য লেবেল সহ। আমি ইলাস্ট্রেটর ক্রিয়েটিভ ক্লাউড সংস্করণ 2020.21.0 ব্যবহার করে গুগল ম্যাপ ডেটা @ 2 থেকে একটি চিত্র সংশোধন করার পরে এই মানচিত্রটি তৈরি করেছি। এই চিত্রগুলি ক্রিয়েটিভ কমন্স লাইসেন্স ৪.০ (creativecommons.org/licenses/by/3.4/) এর অধীনে মেসি এট আল থেকেও পুনরুত্পাদন করা হয়েছিল।

সেখানে, আমরা একটি কৌশল ব্যবহার করে জলের নমুনায় উপস্থিত রাসায়নিক উপাদানগুলি বিশ্লেষণ করেছি ইন্ডাকটিভলি কাপলড প্লাজমা লাইট এমিশন স্পেকট্রোমিটার (আইসিপি-ওইএস)।

 এটি একটি বৈজ্ঞানিক কৌশল যা প্লাজমা (একটি খুব গরম এবং শক্তি-বোঝাই গ্যাস) গঠনের জন্য জলকে উত্তপ্ত করে এবং জলের প্রতিটি উপাদান দ্বারা নির্গত আলোর রঙগুলি সনাক্ত করে। আমরা নাসার কিউরিওসিটি মহাকাশযান দ্বারা সংগৃহীত মঙ্গল গ্রহের পৃষ্ঠ থেকে ভূতাত্ত্বিক তথ্য ব্যবহার করে মঙ্গল গ্রহে প্রাচীনকালে পাওয়া পানির রাসায়নিক গঠন মডেল করার জন্য একটি কম্পিউটার প্রোগ্রামও ব্যবহার করেছি।

মঙ্গল গ্রহের জলের অভিক্ষিপ্ত রচনাটি কালার পিক স্প্রিংসের জলের সাথে ব্যতিক্রমীভাবে মিল ছিল। এটি দেখায় যে কালার পিক স্প্রিংসগুলিতে বসবাসকারী ব্যাকটিরিয়াগুলি বেঁচে আছে এবং তারা সম্ভবত মঙ্গল গ্রহে আগে বিদ্যমান অবস্থার অনুরূপ পরিস্থিতিতে বেড়ে উঠতে পারে।

কালার পিক স্প্রিং ওয়াটারে কী থাকে?

আমরা তাদের ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড (ডিএনএ) পরীক্ষা করে কালার পিক স্প্রিংসগুলিতে কোন ব্যাকটিরিয়া বাস করে তা নির্ধারণ করতে সক্ষম হয়েছি। ডিএনএর বিখ্যাত ডাবল হেলিক্স কাঠামো একই জেনেটিক কোড যা কোষগুলিকে বিভিন্ন ধরণের প্রোটিন উত্পাদন করার নির্দেশনা সরবরাহ করে এবং সেলুলার ফাংশনগুলির মধ্যে এই প্রোটিনগুলি কীভাবে ব্যবহৃত হয় তা নিয়ন্ত্রণ করে। কেবলমাত্র একটি মূল জিন রয়েছে যা আমাদের পরিবেশে বসবাসকারী ব্যাকটিরিয়া সনাক্ত করতে দেয়: জেন

 16 এস আরআরএনএ। এই জিন, যা আন্তঃসম্পর্কিত তবে কিছুটা ভিন্ন আকারে সমস্ত ধরণের ব্যাকটিরিয়ায় পাওয়া যায়, ব্যাকটিরিয়া প্রতিলিপি এবং বৃদ্ধিতে মূল ভূমিকা পালন করে। আমরা এই পরিবেশে বসবাসকারী বিভিন্ন ধরণের ব্যাকটিরিয়া সনাক্ত করতে পারি এই জিনটি অধ্যয়ন করে।

তবে এই জিনটি অধ্যয়ন করার আগে, আমাদের প্রাপ্ত নমুনাগুলির ব্যাকটেরিয়া থেকে ডিএনএ বের করা দরকার। এই পদক্ষেপ অর্জনের জন্য আমাদের দুটি মূল সমস্যা অতিক্রম করতে হবে। প্রথমত, কোষ থেকে ডিএনএ বের করার আদর্শ উপায় হ'ল কোষগুলি উড়িয়ে দেওয়ার জন্য রাসায়নিক এজেন্ট ব্যবহার করা, কেবল ডিএনএ পিছনে রেখে। তবে কালার পিক স্প্রিং ওয়াটারে লবণের উচ্চ শতাংশের কারণে এই রাসায়নিক উপাদানগুলি অদ্ভুত উপায়ে প্রতিক্রিয়া জানায়, সম্ভাব্যভাবে এই কোষগুলির কোনও ডিএনএ নমুনা পেতে অক্ষম হয়। দ্বিতীয়ত, কালার পিক স্প্রিংসের পানির ঠান্ডা ও লবণাক্ততার কারণে মৃত ব্যাকটেরিয়ার ডিএনএ হাজার হাজার বছর আগে সংরক্ষিত ছিল, তাই আমরা মৃত ব্যাকটেরিয়ার প্রাচীন ডিএনএকে জীবিত ব্যাকটেরিয়া থেকে সদ্য বের করা ব্যাকটেরিয়া থেকে আলাদা করতে পারি না।

প্রথম সমস্যাটি কাটিয়ে উঠতে, আমরা ব্যাকটেরিয়া দ্বারা সৃষ্ট লবণ পরিষ্কার করার জন্য নমুনাগুলি অতি-বিশুদ্ধ জল দিয়ে ধুয়েছি। দ্বিতীয় সমস্যাটি কাটিয়ে উঠতে, আমরা ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড (ডিএনএ) এর মতোই আরএনএ অধ্যয়ন করেছি। আমরা দেখেছি যে আরএনএ ডিএনএর একটি একক-স্ট্র্যান্ডেড সংস্করণ যা কোষ সনাক্ত করে এবং প্রোটিন উত্পাদন করতে ব্যবহার করে। তবে আমরা জানতাম যে আরএনএ হিমশীতল এবং লবণ সমৃদ্ধ পরিবেশেও অবিশ্বাস্যভাবে দ্রুত ভেঙে যায়, তাই আরএনএতে 16 এস আরআরএনএ জিন, পাশাপাশি ডিওক্সাইরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিডের সন্ধান করা আমাদের নমুনার সময় জীবিত ব্যাকটিরিয়ার ধরণ সনাক্ত করতে সহায়তা করেছিল। এই পদ্ধতি ব্যবহার করে, আমাদের গবেষণায় দেখা গেছে যে কালার পিক স্প্রিংসগুলিতে বসবাসকারী বেশিরভাগ ব্যাকটিরিয়া একটি গ্রুপের অন্তর্গত সালফার-অক্সিডাইজিং ব্যাকটিরিয়া

 (এসওবি) [3]।

মঙ্গল গ্রহের জন্য এই ফলাফলের অর্থ কী?

সালফার-অক্সিডাইজিং ব্যাকটিরিয়া শক্তির উত্স হিসাবে সালফার উপাদান ব্যবহার করে। কালার পিক স্প্রিংসগুলিতে প্রচুর পরিমাণে সালফার পাওয়া যায়, এটি যৌক্তিক বলে মনে হয় যে এটি এই পরিবেশে বেঁচে থাকার সর্বোত্তম উপায়। এটিও অনুমান করা হয় যে মঙ্গলের প্রাচীন জলে প্রচুর পরিমাণে সালফার ছিল, যা সালফার-অক্সিডাইজিং ব্যাকটিরিয়ার প্রধান শক্তির উত্সের প্রাপ্যতার পরামর্শ দেয়। এই ব্যাকটেরিয়াগুলির একটি বড় পরিমাণ বাতাসের কার্বন ডাই অক্সাইড থেকে ক্যাপচার করে তাদের প্রয়োজনীয় কার্বন সামগ্রী অর্জন করে, ঠিক যেমন উদ্ভিদ করে; এই প্রক্রিয়াটিকে বলা হয় স্ব-পুষ্টি

. মঙ্গল গ্রহে স্ব-খাওয়ানো একটি ভাল কৌশল হবে, এর বায়ুমণ্ডলে প্রচুর পরিমাণে কার্বন ডাই অক্সাইড পাওয়া যায় [95000,415 অংশ প্রতি মিলিয়ন (পিপিএম), পৃথিবীতে 2 অংশ প্রতি মিলিয়নের তুলনায়। কিছু সালফার-অক্সিডাইজিং ব্যাকটিরিয়া অক্সিজেন ছাড়াই বৃদ্ধি পেতে পারে (যা মঙ্গল গ্রহে খুব কম), পরিবর্তে নাইট্রোজেন-ভিত্তিক রাসায়নিক ব্যবহার করে, যাকে নাইট্রেট বলা হয়, মঙ্গল গ্রহের শিলাগুলিতে আবিষ্কৃত (চিত্র 6) [<>]।

• চিত্র 2 - কালার পিক স্প্রিংস এবং মঙ্গল গ্রহে বিদ্যমান জলের পরিবেশে বসবাসকারী সালফার-অক্সিডাইজিং ব্যাকটিরিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় জীবন উপাদানগুলির (কার্বন, নাইট্রোজেন, অক্সিজেন, ফসফরাস এবং সালফার - সংক্ষেপে, সিএইচএনওপিএস) প্রস্তাবিত উত্স।
• পলিতে রাসায়নিক উপাদানগুলির উপস্থিতি, পাশাপাশি বায়ুমণ্ডলে কার্বন ডাই অক্সাইড এবং অক্সিজেনের ঘনত্ব, রঙিন শিখর স্প্রিংসের পরিবেশের অধ্যয়ন বা মঙ্গল গ্রহের পৃষ্ঠে প্রেরিত মিশন থেকে প্রাপ্ত তথ্যের উপর নির্ভর করে [6, 7]। এই চিত্রগুলো ক্রিয়েটিভ কমন্স লাইসেন্স ৪.০ (creativecommons.org/licenses/by/3.4/) এর অধীনে Macey et al. থেকে পুনরুত্পাদন করা হয়েছে।

কালার পিক স্প্রিংসগুলিতে সালফার-অক্সিডাইজিং ব্যাকটিরিয়ার সাফল্য এবং বৃদ্ধির ক্ষমতা প্রমাণ করার পরে এবং তাদের বৃদ্ধির জন্য প্রয়োজনীয় সমস্ত মূল উপাদান (সিএইচএনওপিএস) রয়েছে তা যাচাই করার পরে, আমরা মঙ্গল গ্রহের যে জলের মডেল করেছি তা আসলে ব্যাকটেরিয়ার বৃদ্ধিকে সমর্থন করবে কিনা তা যাচাই করার জন্য আমরা আমাদের গবেষণা পরিচালনা করেছি। এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ উন্নয়ন: নির্দিষ্ট উপাদানগুলির প্রয়োজনীয়তা ছাড়াও, সালফার-অক্সিডাইজিং ব্যাকটিরিয়া বৃদ্ধির জন্য পর্যাপ্ত শক্তি উত্পাদন করতে হবে। যদি আমরা এই নির্দিষ্ট উপাদানগুলির ঘনত্ব জানি তবে আমরা গণনা করতে পারি যে ব্যাকটেরিয়া দ্বারা ব্যবহৃত শক্তি উত্পাদন করার জন্য এই উপাদানগুলির যথেষ্ট পরিমাণে রয়েছে কিনা।

শক্তি গণনা করতে ব্যবহৃত সমীকরণকে বলা হয় জিপসিস শক্তি সমীকরণ

 এর প্রতিষ্ঠাতা, রাসায়নিক পদার্থবিদ উইলার্ড গিবসের মতে। গিবসের শক্তি সমীকরণ ব্যবহার করে, আমরা বলতে পারি যে সালফার-অক্সিডাইজিং ব্যাকটিরিয়া দ্বারা উত্পাদিত শক্তি কেবল বৃদ্ধির জন্য যথেষ্ট হবে না, তবে এই ধরণের জলে বৃদ্ধি এবং সাফল্য লাভ করতে পারে এমন কয়েকটি ব্যাকটিরিয়া প্রজাতির মধ্যে একটিও হবে। আমাদের কাজের সারসংক্ষেপ চিত্র 8 এ পাওয়া যাবে।