NS फॉस्फीन का पता लगाना शुक्र का वातावरण अंतरिक्ष विज्ञान के उन सर्वोत्कृष्ट क्षणों में से एक था। यह एक अप्रत्याशित खोज थी, और जब ग्रह विज्ञान की हमारी अधूरी समझ और जीवन की खोज के प्रति हमारी आशावान आशा के साथ मिला, तो परिणाम एक शक्तिशाली मिश्रण था जिसने इंटरनेट की सुर्खियां बटोरीं।
हमेशा की तरह, कुछ सुर्खियाँ थोड़ी अधिक पहुँच वाली थीं। लेकिन यह ऐसे ही चलता है।
इन सबके मूल में सम्मोहक विज्ञान है। और वही, व्यापक सवाल जो उठता रहता है: क्या हम अकेले हैं?
जो लोग जीवन की खोज का बहुत बारीकी से पालन नहीं करते हैं, उनके लिए कुछ अस्पष्ट रसायन के प्रति अरब 20 भागों को खोजना, जिनके बारे में ज्यादातर लोगों ने कभी नहीं सुना है, जीवन की खोज करने जैसा नहीं लगता है। लेकिन वैज्ञानिक दुनिया में, यह वास्तविकता है: जीवन की खोज की संभावना का अर्थ है एक अजीब रासायनिक हस्ताक्षर ढूंढना जो हमें कहीं न कहीं एकल-कोशिका वाले जीवों की ओर ले जाए। ठीक वैसे ही जैसे हमने शुक्र पर किया था।
हम किसी प्रकार के जटिल जीवन की खोज करने की संभावना नहीं रखते हैं जैसे कि पृथ्वी को आबाद करने वाला प्रकार। कभी मत कहो कभी नहीं, लेकिन हालात इसके खिलाफ हैं।
इसलिए फॉस्फीन की खोज (PH .)3) ने वैज्ञानिक दुनिया में इतनी रुचि पैदा की है। जहाँ तक वैज्ञानिक जानते हैं - और ज्ञान अधूरा है - अधिकांश मामलों में फॉस्फीन जीवित प्रक्रियाओं का प्रत्यक्ष परिणाम है। जीवन के बिना, इसे बनाने में भारी मात्रा में ऊर्जा लगती है, और यह ऊर्जा शुक्र और उसके जैसे ग्रहों पर अनुपस्थित है।
शुक्र ग्रह, जैसा कि मैगलन मिशन द्वारा चित्रित किया गया है। श्रेय: NASA/JPL
हालांकि इस खोज ने बहुत सारी अटकलों को जन्म दिया है, इसमें से कुछ शीर्ष पर हैं, फिर भी यह एक दिलचस्प खोज है। आगे के अध्ययन के साथ, हम या तो अंततः एक जीव पाएंगे जो किसी तरह फॉस्फीन बना रहा है, या हम शुक्र के बारे में कुछ और सीखेंगे जो हमें नहीं पता था।
एक नया अध्ययन शुक्र के फॉस्फीन के लिए एक अजैविक स्रोत का प्रस्ताव करता है: ज्वालामुखी। इसका शीर्षक है ' परिकल्पना परिप्रेक्ष्य: क्या आज सक्रिय ज्वालामुखी शुक्र के वायुमंडल में फॉस्फीन की उपस्थिति में योगदान कर सकते हैं? 'लेखक Ngoc Truong और जोनाथन I. Lunaine हैं। लूनिन कॉर्नेल विश्वविद्यालय में एक ग्रह वैज्ञानिक और भौतिक विज्ञानी हैं, और ट्रूंग कॉर्नेल में एक स्नातक छात्र हैं। पेपर प्री-प्रेस साइट arxiv.org पर उपलब्ध है।
'... परिकल्पना कि जीवन शुक्र के बादलों में PH3 का उत्पादन कर रहा है, दोनों को असाधारण दावे की आवश्यकता है कि जीवन बादलों में मौजूद है, और इसकी व्यवहार्यता बनाए रखने के लिए एक तंत्र ...'
ट्रूओंग और लूनिन, 2020।
'हम एक अजैविक भूवैज्ञानिक तंत्र का प्रस्ताव करते हैं जो ग्रीव्स एट अल।, 2020 द्वारा खोजे गए फॉस्फीन की प्रचुरता के लिए जिम्मेदार है,' लेखक अपने पेपर में लिखते हैं। 'हम अनुमान लगाते हैं कि मेंटल में बनने वाले फॉस्फाइड की मात्रा को ज्वालामुखी द्वारा सतह पर लाया जाएगा, और फिर बाद में वातावरण में बाहर निकाल दिया जाएगा, जहां वे फॉस्फीन बनाने के लिए पानी या सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं।'
वीनसियन ज्वालामुखी का 3-डी परिप्रेक्ष्य, माट मॉन्स नासा के मैगलन मिशन से रडार डेटा से उत्पन्न हुआ। छवि क्रेडिट: नासा
आइए एक मिनट के लिए बैक अप लें। कुछ हफ़्ते पहले वैज्ञानिकों के एक दल ने शुक्र के वायुमंडल में फॉस्फीन के उच्च स्तर की खोज की सूचना दी थी। कुछ तथ्य बताते हैं कि यह एक दिलचस्प खोज क्यों है।
फॉस्फीन जीवन के लिए एक बायोमार्कर है। यह प्रत्यक्ष प्रमाण नहीं है; यह सिर्फ इतना है कि यहाँ पृथ्वी पर यह केवल जीवित प्रक्रियाओं के माध्यम से बनाया गया है। एक जीवित स्रोत के बिना, इसे बनाने में बहुत अधिक ऊर्जा लगती है। और शुक्र में उस ऊर्जा का अभाव है। क्लारा सूसा-सिल्वा फॉस्फीन अध्ययन के लेखकों में से एक हैं। में एक प्रेस विज्ञप्ति खोज के साथ, उसने समझाया कि 'फॉस्फीन विशेष कारण है, जीवन के बिना चट्टानी ग्रहों पर फॉस्फीन बनाना बहुत मुश्किल है। पृथ्वी एकमात्र ऐसा स्थलीय ग्रह रहा है जहां हमें फॉस्फीन मिला है, क्योंकि यहां जीवन है। अब तक।'
साथ ही, फॉस्फीन तेजी से नष्ट हो जाता है, इसलिए इसे खोजने का मतलब है कि कोई प्रक्रिया लगातार इसका उत्पादन कर रही है। यह अतीत का अवशेष नहीं हो सकता।
में मूल पेपर खोज प्रस्तुत करते हुए, लेखकों ने लिखा है कि 'पीएच की उपस्थिति'3स्थिर-अवस्था के रसायन विज्ञान और प्रकाश-रासायनिक पथों के विस्तृत अध्ययन के बाद अस्पष्टीकृत है, जिसमें शुक्र के वायुमंडल, बादलों, सतह और उपसतह, या बिजली, ज्वालामुखी या उल्कापिंड वितरण से वर्तमान में ज्ञात अजैविक उत्पादन मार्ग नहीं हैं।
क्या शुक्र का प्रतिकूल वातावरण जीवन को आश्रय दे सकता है? क्या ग्रह के वायुमंडल में उच्च स्तर के साधारण जीवों के लिए कोई असंभाव्य आश्रय हो सकता है? क्रेडिट: ईएसए
नए पेपर के लेखक सोचते हैं कि उनके पास इसका उत्तर हो सकता है। और शुक्र के फॉस्फीन के स्रोत के रूप में ज्वालामुखी गतिविधि को खारिज करने वाले प्रारंभिक पेपर के बावजूद, नई परिकल्पना में ठीक यही कहा गया है: कि बेसाल्टिक लावा गतिविधि से फॉस्फाइड वातावरण में प्रवेश कर रहे हैं, फिर फॉस्फीन बनाने के लिए पानी या सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया कर रहे हैं।
पहले के दावों के बावजूद कि फॉस्फीन का उत्पादन करने के लिए या तो जीवित प्रक्रियाएं, या बहुत ऊर्जावान प्रक्रियाएं होती हैं, लेखक एक अन्य मार्ग बताते हैं। यह लोहे में अशुद्धियों से उपजा है और वे अन्य पदार्थों के साथ कैसे प्रतिक्रिया करते हैं।
'पृथ्वी पर, ज्ञात प्रक्रियाओं में से एक लोहे में फॉस्फोरस युक्त अशुद्धियों से जलीय या एसिड जंग द्वारा फॉस्फीन गैस का उत्पादन है,' वे बताते हैं। 2010 के एक प्रयोग में, 'जलीय क्षरण ने a . का उत्पादन किया
प्राकृतिक स्थलीय वातावरण में पाई गई मात्रा के बराबर फॉस्फीन गैस की महत्वपूर्ण मात्रा, जबकि सल्फ्यूरिक एसिड जंग फॉस्फीन गैस की मात्रा का उत्पादन कर सकता है जो जलीय जंग से अधिक परिमाण के तीन आदेश हैं।
यह ज्वालामुखी गतिविधि द्वारा वातावरण में उत्सर्जित फॉस्फाइड के ज्वालामुखी स्रोत के लिए उनकी परिकल्पना के अनुरूप है, और फिर सल्फ्यूरिक एसिड के पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है। अपनी परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए, उन्होंने परिमाण गणना का एक क्रम किया।
सबसे पहले उसे शुक्र के वायुमंडल में मौजूद फॉस्फीन की मात्रा का पता लगाना था। ग्रह की सतह से ऊपर 53 और 61 किमी (33 से 38 मील) के बीच 8 किमी मोटी वायुमंडलीय परत में प्रति बिलियन 20 भाग होते हैं।
अध्ययन से यह आंकड़ा वायुमंडलीय परत को दिखाता है जिसमें फॉस्फीन होता है। छवि क्रेडिट: ट्रूंग एट अल, 2020।
अपने पेपर में वैज्ञानिकों की जोड़ी अपनी गणना दिखाती है। लेकिन सभी गणनाओं के अंतिम परिणाम से पता चलता है कि शुक्र के वायुमंडल में 2.7 x 10 . है10फॉस्फीन का किलो। यानी 27,000,000,000 किग्रा, या 27 बिलियन किग्रा।
चित्र का दूसरा भाग शुक्र के वातावरण में फॉस्फीन की विनाश दर है। मूल पेपर में खोज की घोषणा करते हुए, ग्रीव्स एट अल ने उस मुद्दे की गहराई से जांच की। नया पेपर उस पर निर्भर करता है, और कहता है, 'हम यहां मान लेंगे कि, 53-61 किमी की परत में, फॉस्फीन अपने उच्चतम मूल्य के लिए स्थिर हो सकता है- लगभग एक वर्ष।'
इसलिए प्रत्येक वर्ष, शुक्र को किसी भी समय वातावरण में फॉस्फाइड की उतनी ही मात्रा का उत्पादन करने की आवश्यकता होगी जितनी फॉस्फीन की मात्रा: 27 बिलियन किग्रा। 'इस धारणा के आधार पर, ज्वालामुखियों को मध्य वातावरण में लगातार पंप करने के लिए हर साल ~ 2.7 x 1010 किलोग्राम नए फॉस्फाइड का उत्पादन करने की आवश्यकता होगी, जो तब देखे गए फॉस्फीन का उत्पादन करने के लिए सल्फ्यूरिक एसिड बूंदों के साथ प्रतिक्रिया करता है।
फिर यह लावा के नीचे आता है। लेखकों की गणना है कि पर्याप्त फॉस्फाइड का उत्पादन करने के लिए शुक्र को हर साल 93 घन किलोग्राम लावा का उत्पादन करने की आवश्यकता होगी।
शुक्र पर ज्वालामुखी और लावा बहते हैं। शुक्र की सतह पर 1,000 से अधिक ज्वालामुखीय संरचनाएं हैं, और ग्रह की सतह 90% से अधिक बेसाल्ट है, यह दर्शाता है कि शुक्र लगभग पूरी तरह से लावा के साथ फिर से उभर आया है। श्रेय: NASA/JPL
यह सवाल कि यह सब चल रहा है, 'क्या शुक्र हर साल इतना लावा पैदा करता है? और यह वह जगह है जहां यह मुश्किल हो जाता है, अगर यह पहले से नहीं है।
शुक्र की ज्वालामुखी गतिविधि के व्यापक वैज्ञानिक अनुमान हैं। उस शोध में से कुछ कहते हैं कि हां, शुक्र इतना लावा पैदा कर सकता है। दूसरे कहते हैं नहीं। वैज्ञानिक दुनिया में अभी तक कोई सहमत निष्कर्ष नहीं निकला है। लेकिन अनुमान वैज्ञानिक डेटा द्वारा सूचित किए जाते हैं, विशेष रूप से वर्टिस ईएसए पर साधन वीनस एक्सप्रेस .
रंगीन ओवरले ईएसए के वीनस एक्सप्रेस मिशन द्वारा अधिग्रहित VIRTIS सतह चमक डेटा से प्राप्त उत्सर्जन को दर्शाता है। उच्च उत्सर्जन क्षेत्र (लाल और पीले रंग में दिखाया गया है) शिखर पर केंद्रित है और वहां से निकलने वाले उज्ज्वल प्रवाह हैं। छवि सौजन्य NASA/JPL-Caltech/ESA; सोलर सिस्टम विज़ुअलाइज़ेशन ग्रुप, जेपीएल के रयान ओलेरेनशॉ और एरिक डीजोंग द्वारा बनाई गई छवि।
'बादलों में जीवन के अस्तित्व की ओर इशारा करने के बजाय, हम तर्क देते हैं कि फॉस्फीन एक शुक्र की ओर इशारा कर रहा है जो आज भूगर्भीय रूप से सक्रिय है ...'
ट्रूओंग और लूनिन, 2020।
इस पत्र में, लेखक ने एक अध्ययन का उल्लेख किया है जिसमें 23 किमी . के बीच शुक्र के लावा उत्पादन की गणना की गई थी3/वर्ष और 235 किमी3/वर्ष। वे लिखने से पहले लावा उत्पादन अनुमानों में अतिरिक्त विवरण पर चर्चा करते हैं 'ये सभी अनुमान 93 किमी 3 / वर्ष के बराबर हैं जो हम फॉस्फीन के फॉस्फाइड-स्रोत का उत्पादन करने के लिए आवश्यक गणना करते हैं।'
क्या यह इस धारणा का अंत है कि शुक्र के बादलों में जीवन फॉस्फीन का उत्पादन कर सकता है? कौन जाने।
'द ग्रीव्स एट अल।, 2020 की परिकल्पना है कि जीवन शुक्र के बादलों में PH3 का उत्पादन कर रहा है, दोनों को असाधारण दावे की आवश्यकता है कि जीवन बादलों में मौजूद है, और इसकी व्यवहार्यता बनाए रखने के लिए एक तंत्र क्योंकि एरोसोल परत में बूंदें बढ़ती हैं और डूबती हैं,' लेखक लिखते हैं। और निश्चित रूप से हम सभी जानते हैं कि कार्ल सागन ने असाधारण दावे के बारे में क्या कहा।
लेखकों के लिए, उनकी अपनी परिकल्पना अधिक होने की संभावना है। 'हमारी परिकल्पना,
इसके बजाय, यह आवश्यक है कि शुक्र वर्तमान में बेसाल्टिक ज्वालामुखी की उच्च दर का अनुभव कर रहा हो, लेकिन वह जो अंतरिक्ष यान टिप्पणियों और प्रयोगशाला प्रयोगों के अनुरूप हो।
'बादलों में जीवन के अस्तित्व की ओर इशारा करने के बजाय, हम तर्क देते हैं कि फॉस्फीन एक शुक्र की ओर इशारा कर रहा है जो आज भूगर्भीय रूप से सक्रिय है - एक निष्कर्ष शायद जीवविज्ञानियों के लिए निराशाजनक है लेकिन निश्चित रूप से
ग्रह वैज्ञानिकों के लिए दिलचस्प। ”
शुक्र पर फॉस्फीन की खोज की घोषणा करने वाले मूल पेपर के लेखकों के लिए निष्पक्ष होने के लिए, उन्होंने कभी दावा नहीं किया कि यह जीवन का प्रमाण था। वे स्वयं उस निष्कर्ष को लेकर सतर्क थे। 'यदि यह जीवन नहीं है, तो चट्टानी ग्रहों के बारे में हमारी समझ का बहुत अभाव है,' सह-लेखक जानुज़ पेटकोव्स्की ने कहा।
और सह-लेखक क्लारा सूसा-सिल्वा ने कहा, 'अब, खगोलविद जीवन के बिना फॉस्फीन को सही ठहराने के सभी तरीकों के बारे में सोचेंगे, और मैं इसका स्वागत करता हूं। कृपया करें, क्योंकि हम अजैविक प्रक्रियाओं को दिखाने की अपनी संभावनाओं के अंत में हैं जो फॉस्फीन बना सकते हैं।'
ऐसा लगता है कि यह एक के लिए समय है शुक्र के लिए मिशन यह सब हल करने के लिए।
अधिक:
- प्रकाशित अध्ययन: परिकल्पना परिप्रेक्ष्य: क्या आज सक्रिय ज्वालामुखी शुक्र के वायुमंडल में फॉस्फीन की उपस्थिति में योगदान कर सकते हैं?
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