يبدو تيتان أشبه بالأرض طوال الوقت ، ويمكن أن يوفر الفهم الجديد للغلاف الجوي الضبابي تايتان مؤشرات لتطور بيئة الغلاف الجوي المبكرة للأرض وتطور الحياة على كوكبنا. اكتشف الباحثون سلسلة من التفاعلات الكيميائية على أكبر قمر لكوكب زحل قد تحمي سطح القمر من الأشعة فوق البنفسجية ، على غرار طريقة عمل طبقة الأوزون على الأرض. قد تكون التفاعلات مسؤولة أيضًا عن تكوين الجزيئات العضوية الكبيرة التي تتكون من الغلاف الجوي البرتقالي السميك والضبابي.
لقد فهم العلماء منذ فترة طويلة أن ضوء الشمس في الغلاف الجوي لتيتان يحطم غاز الميثان إلى كربون وهيدروجين. تتفاعل هذه العناصر مع النيتروجين والمكونات الأخرى لتشكيل ضباب كثيف من الهيدروكربونات المعقدة التي تحاصر القمر تمامًا.
ولكن في الآونة الأخيرة ، تم بحث ومناقشة دور البولينيز في التطور الكيميائي لجو تيتان. Polyynes هي مجموعة من المركبات العضوية ذات الروابط الأحادية والثنائية المتناوبة ، مثل ثنائي أسيتيلين (HCCCCH) وثلاثي أسيتيلين (HCCCCCCH). يُعتقد أن هذه البولينات تعمل كدرع إشعاعي للأشعة فوق البنفسجية في البيئات الكوكبية ، ويمكن أن تكون بمثابة أوزون ما قبل الحياة. سيكون هذا مهمًا لأي محاولة حياة للتشكيل على Titan.
قال رالف كايزر ، كبير العلماء في الدراسة: "حتى لو قمت بتشكيل جزيئات مهمة بيولوجيًا (عبر تفاعلات أخرى) ولم يكن هناك طبقة أوزون تشبه طبقة الأوزون ، فإن هذه الجزيئات لن تعيش دائمًا في بيئة الإشعاع القاسية".
ومع ذلك ، لم يتم فهم العمليات الكيميائية الأساسية التي تبدأ تشكيل والتحكم في نمو polyynes.
درس كايزر وزملاؤه تكوين ثلاثي الأسيتيلين وجزيئات عضوية أكبر في المختبر وفي محاكاة الكمبيوتر. ووجد الباحثون أن ثلاثي الأسيتيلين يمكن أن يتشكل عن طريق التصادم بين جزيئين صغيرين في تفاعل يمكن بدءه بسهولة في الظروف الباردة الموجودة في الغلاف الجوي لتيتان.
يقترح المؤلفون أن ثلاثي الأسيتيلين ، وهو جزيء عضوي يمكن أن يعمل كدرع للإشعاع فوق البنفسجي ، قد يكون بمثابة لبنة لإنشاء جزيئات معقدة في الغلاف الجوي لتيتان.
وقال كايزر لمجلة الفضاء "التجارب الحالية تجرى على جزيئات تحتوي على ذرات كربون وهيدروجين فقط". "للتحقيق في تكوين الجزيئات المهمة بيولوجيًا على تيتان ، يتعين علينا" إضافة "الأكسجين والنيتروجين أيضًا". قال Kaiser أنهم يخططون للقيام بهذا النوع من التجارب في وقت لاحق من هذا العام.
قال الفريق إنهم يأملون أن تكون دراستهم التجريبية والنظرية والنمذجة مجتمعة بمثابة قالب ، وتؤدي إلى تحقيق متتالي مطلوب بشدة في كيمياء تيتان المحيطة بحيث تكون الصورة الأكثر اكتمالًا للعمليات التي تنطوي عليها المعالجة الكيميائية لغلاف القمر سوف تظهر.
عنوان الصورة الرصاص: تأتي كتل البناء الحاسمة في طبقات الضباب العضوية من تيتان وربما من الأرض المبكرة من التفاعلات الكيميائية. حقوق الصورة مقدمة من NASA-JPL ، Dr. Xibin Gu ، و Reaction Dynamics Group ، جامعة هاواي
المصدر: PNAS
