پل ديويس

يکي از بزرگ ترين رازهاي حل نشده علمي، منشاء حيات است. چگونه رخ داد؟ زماني که دانشجو بودم، بيشتر دانشمندان فکر مي کردند حيات با يک خوش اقبالي شيميايي شگفت انگيز آغاز شده است؛ منحصربه فرد در جهان مرئي. درحال حاضر رسم شده بگويند حيات به زبان قوانين طبيعت نگاشته شده است، آغازش آسان و بنابراين گستردگي اش در جهان محتمل است. واقعيت اين است که هيچ کس سرنخي ندارد، ممکن است در دوردست ها باشد يا در جايي ميانه راه.هرچند شايد به زودي پاسخش را بيابيم. کشف «تکويني ثانوي» بر سياره يي ديگر مثل مريخ حرف آخر را خواهد زد. احتمال ساده تري هم وجود دارد. اگر حيات واقعاً به آساني شکل گيرد، مي توان انتظار داشت که بارها روي زمين آغاز شده باشد. بيگانگان شايد همين جا بيخ گوش مان باشند. قسمت عمده حيات، ميکروبي است و شما نمي توانيد تنها با نگاه کردن به يک ميکروب بگوييد از سنخ «ما»ست يا بيگانگان. بايد محتويات شيميايي اش را تحليل کنيد. جست وجو براي بيگانگان زميني تازه شروع شده است و اگر همين جا باشند، به زودي شناسايي مي شوند و در نهايت کشف اينکه تمام اشکال حيات روي زمين خاستگاه مشترکي ندارند، عملاً نشان مي دهد که ما در جهان تنها نيستيم.

مجله نيوساينتيست به مناسبت 50 سالگي اش در سال 2006، از دانشمندان مختلف خواست بزرگ ترين دستاورد علمي 50 سال آينده را پيش بيني کنند. گرچه برخي از اين اظهارنظرها بيش از حد خوش بينانه يا حتي ساده انگارانه به نظر مي رسد، اما در ميان آنها حرف هاي جالبي هم هست. مثل نظر «استيون پينکر» (روان شناس تکاملي) که در ابتداي يادداشت خود نوشت؛ «پيرامون اينکه چطور ممکن است درباره آنچه فرضاً بزرگ ترين دستاورد 50 سال آينده باشد حدسي بزنم، من به کلي حتي از وانمود کردن به گمانه زني هم خودداري مي کنم. اين دعوتي به احمق جلوه کردن است، مثل پيش بيني هاي 50 سال پيش در مورد شهرهاي محکوم به نابودي و جاروبرقي هايي با نيروي اتمي. با اين حال من اين مخاطره را براي پنج تا ده سال آينده مي پذيرم...» در ميان مطالب کوتاه در حوزه هاي مختلف، هشت دانشمند هم در مورد «حيات بيگانه» نظر داده اند.

از جوان ها گفتيم، حالا بهتر است از پيرمردها هم بگوييم،

روز 26 اکتبر 1968 سايوز-3 از پايگاه پرتاب هاي فضايي بايکونور ناو کيهاني سايوز-3 در حالي عازم مدار زمين شد که پير ترين کيهان نورد تا آن زمان را با خود به مدار مي برد. «گئورگي بريگاووي» تنها سرنشين اين ناو در زمان سفر 47 سال داشت. البته قبل از او هم افرادي به فضا رفته بودند که ميانسال به شمار مي رفتند؛ «جان گلن»، نخستين فضانورد امريکايي، در زمان پروازش 41 سال داشت و «والتر شيرا» 39 سال. «آلن شپارد» با 38 سال در رده بعدي بود. «دونالد اسليتن» در سال 1975 راهي فضا شد، در حالي که 51 سال داشت. اما در سال 1988 «جان گلن» با دومين سفرش به فضا رکورد تازه يي به جا گذاشت. او در اين زمان 77 سال داشت،

بعد از «گلن» به لحاظ سن، دکتر «استوري ماسگريو» قرار مي گيرد که شش بار به فضا سفر کرد و به همين تعداد هم فرزند دارد. او در زمان نخستين پروازش به فضا در سال 1983 ، 48 ساله و در زمان ششمين سفر فضايي 61 ساله بود. او جمعاً 53 روز از زندگي خود را در مدار زمين گذرانده است. «دنيس تيتو» تاجر امريکايي که در 28 آوريل 2001 به عنوان نخستين کيهان گرد با پرداخت 20 ميليون دلار به فضا سفر کرد، در زمان پرواز مداري اش 60 ساله بود. او به همراه دو کيهان نورد روس به ايستگاه فضايي بين المللي سفر داشت که حدود 8 شبانه روز طول کشيد.

«گرگوري اولسن» ميلياردر ديگر امريکايي هم که در سال 2001 به عنوان کيهانگرد به فضا سفر کرد، موقع پرواز 60 ساله بود و حدود 10 شبانه روز در مدار زمين بود.

«ونس برند» در سال 1966 براي سفر به فضا انتخاب شد، اما براي نخستين پروازش 9 سال صبر کرد. او در سال 1975 يکي از سه کيهان نورد طرح آزمايشي سايوز- آپولو بود که در جريان آن يک ناو روسي با دو کيهان نورد به سفينه سه نفره امريکايي آپولو پيوست. اين کار در زمان خود يک واقعه استثنايي به شمار مي رفت و نخستين پرواز بين المللي بود. هفت سال بعد، برند دومين سفر فضايي اش را با کيهان پيماي شاتل انجام داد. او بعداً موفق به انجام دو پرواز ديگر هم شد و در زمان دومين سفرش 59 ساله بود. با اين ماموريت «ونس برند» طول مدت اقامت فضايي اش را به بيش از يک ماه رساند.

«ژان لو کرتين» کيهان نورد فرانسوي را در بين فضانوردان غيرامريکايي- غيرروسي، مي توان پير ترين دانست. او در سال 1980 انتخاب شد تا در چارچوب برنامه اينترکاسموس به همراه دو فضانورد روس به ايستگاه فضايي ساليوت-7 سفر کند. در زمان اين سفر او 44 ساله بود. سفر بعدي را باز هم با کيهان نوردان شوروي در سال 1988 انجام داد، اما آخرين پروازش در جريان پرواز شماره 86 شاتل فضايي امريکا انجام شد که جمع مدت زندگي فضايي او را به بيش از 43 روز رساند.

رتبه هاي بعدي سفر به فضا از نظر بالا بودن سن در زمان پرواز، به «والري ريومين» و «کارل هينز» با 58 سال، «راجر کراوچ» و «ويليام تورنتون» با 56 سال، «کلود نيکوليه» با 55 سال، «دان ليند»، «گنادي استرکالف»، «گئورگي گرچکو»، «جري راس»، «جان بلاها»، «جان فيليپس»، «رابرت پارکر» و «اولف مربولد» با 54 سال تعلق دارد. پس از آنها، «شانون لوسيد» مسن ترين فضانورد زن در جهان قرار گرفته که در زمان آخرين پروازش 53 سال داشت. «جان يانگ» يکي از قديمي ترين فضانوردان ناسا هم در زمان آخرين پروازش 28 نوامبر 1983 با شاتل فضايي، 53 سال داشت. او کيهان نورد بسيار عجيبي است. وي در سال 1962 به عنوان فضانورد انتخاب شد. دو بار با ناو جميني به مدار زمين پرواز کرد. يک سفر به مدار ماه داشت و در ماموريت بعدي اش به سطح اين کره گام نهاد. در پنجمين سفر، فرمانده نخستين پرواز مداري کيهان پيماي شاتل بود. او سامانه هاي شاتل کلمبيا (همان ناوي که بعدها با انفجارش جان هفت نفر را گرفت) را در فضا آزمود و بالاخره در آخرين ماموريت، فرمانده يک گروه پنج نفره بود که بيش از ده روز در مدار بودند. او جمعاً 34 روز و 11 ساعت و 39 دقيقه از عمرش را در فضا گذرانده است که شامل اقامتي 71 ساعته بر سطح ماه مي شود. از اين مدت قريب به بيست ساعت آن را صرف راهپيمايي کرد و بيرون از ناو مه نشين بود.

نکته جالب توجه ديگر در مورد «جان يانگ» اين است که نام او تاکنون که 78 سال دارد، جزء فضانوردان فعال ناسا ثبت مي شود و او که همچنان فرم بدني و سلامتي اش را حفظ کرده، اميد دارد در آينده باز هم به فضا سفر کند،

چه گرما وسرمایی برای شکل گیری حیات لازم هستند؟

تحقیقات نشان داده اند که در درماهای بالا مانند 120 نوعی میکروب ها که آن ها را ترموفیل می نامند در آب در واکنش هایی شرکت می کنند این نوع میکروب ها را می توان در چشمه های آب گرم مشاهده کرد.همچنین در تحقیقی از دانشگاه پنسیلوانیا نشان داده شد که میکروب های ابتدایی در تکه های بزرگ یخ یا آِیس برگ که در قطب هستند زندگی می کنند.این میکروب های ابتدایی به منظور اینکه یخ نزنند از خود ترکیباتی تولید می کنند و چنین ترکیباتی ملکول های آب را به کریستال تبدیل می کنند.برخی دانمشمندان بر این باورند که ترموفیل ها حیات ابتدایی را روی زمین به وجود آورده اند.
آیا DNA برای شکل گیری حیات لازم است؟
همانگونه که می دانیم DNA از دو رشته تشکیل شده است در این رشته ها باز ها ازت فسفر و مواد دیگر وجود دارند. تمام صفات ارثی یک شخص روی DNA قرار گرفته اند.اگر شرط تشکیل حیات فقط DNA باشد بنابراین تنها روی سیاراتی ممکن است که دارای فسفر و ازت باشند.
بنابراین بررسی در مورد حیات در ورای زمین از مطالعه در باره ی چگونگی پیدایش حیات روی زمین آغاز می شود و اگر آن را به خوبی دریابیم می توانیم آن را به مناطق دیگر عالم تعمیم دهیم.
نویسنده ی مقاله از مجله ی مکانیک عمومی:کارل سیمر) چاپ اکتبر 2006 )
سایت مجله ی مکانیکعمومی:www.popmech.ru
بازگردان و افزوده:صبا اکبری

چه گرما وسرمایی برای شکل گیری حیات لازم هستند؟

تحقیقات نشان داده اند که در درماهای بالا مانند 120 نوعی میکروب ها که آن ها را ترموفیل می نامند در آب در واکنش هایی شرکت می کنند این نوع میکروب ها را می توان در چشمه های آب گرم مشاهده کرد.همچنین در تحقیقی از دانشگاه پنسیلوانیا نشان داده شد که میکروب های ابتدایی در تکه های بزرگ یخ یا آِیس برگ که در قطب هستند زندگی می کنند.این میکروب های ابتدایی به منظور اینکه یخ نزنند از خود ترکیباتی تولید می کنند و چنین ترکیباتی ملکول های آب را به کریستال تبدیل می کنند.برخی دانمشمندان بر این باورند که ترموفیل ها حیات ابتدایی را روی زمین به وجود آورده اند.
آیا DNA برای شکل گیری حیات لازم است؟
همانگونه که می دانیم DNA از دو رشته تشکیل شده است در این رشته ها باز ها ازت فسفر و مواد دیگر وجود دارند. تمام صفات ارثی یک شخص روی DNA قرار گرفته اند.اگر شرط تشکیل حیات فقط DNA باشد بنابراین تنها روی سیاراتی ممکن است که دارای فسفر و ازت باشند.
بنابراین بررسی در مورد حیات در ورای زمین از مطالعه در باره ی چگونگی پیدایش حیات روی زمین آغاز می شود و اگر آن را به خوبی دریابیم می توانیم آن را به مناطق دیگر عالم تعمیم دهیم.
نویسنده ی مقاله از مجله ی مکانیک عمومی:کارل سیمر) چاپ اکتبر 2006 )
سایت مجله ی مکانیکعمومی:www.popmech.ru
بازگردان و افزوده:صبا اکبری

آیا حیات بدون نور خورشید امکان پذیراست؟
تحقیقات نشان داده است که گونه ای میکروب ها در زیر پوسته ی زمین یعنی در عمق 5 کیلومتری زیر زمین زندگی می کنند و این میکروب ها از ترکیبات کربنی تغذیه می کنند و این ترکیبات کربنی حاصل واکنش مونوکسید کربن و آب هستند.با این ایده می توان بیان کرد که ممکن است نوعی حیات ابتدایی روی مریخ و قمر های مشتری و زحل وجود داشته باشد.

مي دانيم اثبات گردش زمين به دور خورشيد که ناقض نظريه «زمين مرکزي» پيشينيان بوده، به «يوهانس کپلر» (سده هفدهم ميلادي) منسوب است. اما پيش از او «گاليله» و «کپرنيک» (هر دو در سده شانزدهم) به فرضيه خورشيد مرکزي اعتقاد داشتند، اما موفق به اثبات آن نمي شوند. در نتيجه افتخار اثبات رياضي اين پديده از آن «کپلر» است. «کپرنيک» در کتاب «درباره گردش افلاک آسماني» صادقانه بيان مي کند که تحت تاثير افکار «ابن شاطر» قرار داشته است.

منابع موجود ايراني نشان دهنده اين است که هر چند ايرانيان موفق به اثبات حرکت زمين نشده بودند (يا دست کم منابعي در اين زمينه در اختيار ما نيست)؛ اما گروهي از دانشمندان ايراني بر چنين نظريه يي اعتقاد داشته اند که در واقع خورشيد ثابت بوده و زمين بر گرد آن در چرخش است. يکي از شواهد مکتوب، کتاب «اعلاق النفيسه» نوشته «ابن رسته اصفهاني» (قرن سوم هجري/ نهم ميلادي) است که تنها يک جلد از هفت جلد آن باقي مانده است. (اين کتاب با ترجمه دکتر «حسين قره چانلو» توسط انتشارات اميرکبير و همچنين توسط «کراچوفسکي» و ديگران به زبان هاي ديگر منتشر شده است.) «ابن رسته»، هفتصد سال پيش از «کپرنيک» مجموعه يي از نظريه هاي دانشمندان ايراني را گرد آورده است که برخي از آنان قائل بر يک يا دو حرکت وضعي و انتقالي زمين بوده اند.

«زمين در هر شبانه روز، يک بار به دور قطب خود مي گردد که از مشرق آغاز و ظرف 24 ساعت با گذشتن از آن سوي زمين به همانجا مي رسد.» (ص 17) «گردشي که از ستارگان به نظر مي رسد، در واقع حرکت زمين است، نه فلک خورشي.» (ص 33)

«ابوريحان بيروني» نيز در کتاب «قانون مسعودي» به معرفي دانشمندي به نام «عبدالجليل سجزي» (سيستاني) مي پردازد که به نظريه گردش زمين به دور خورشيد اعتقاد دارد و بر همين پايه اسطرلابي معروف به «زورقي» (شناور/ گردان) ساخته است. «بيروني» شرح مي دهد که «رد نظريه سجزي کار ساده يي نيست». (قانون مسعودي، متن عربي، به کوشش «عبدالکريم الجندي»، بيروت، 2002 ميلادي، جلد دوم، فصل ششم، ص 142. موجب تاسف است که اين کتاب مهم بيروني هيچ گاه در ايران ترجمه و نشر نشده است.) «بيروني» همچنين ششصد سال پيش از «کپلر» به صراحت مدار حرکت سيارگان را نه دايره کامل، بلکه «بيضوي» دانسته است. (همان، ص 148) هرچند «بيروني» به اثبات رياضي اين ادعا نمي پردازد اما وجود چنين باوري مي تواند جالب توجه باشد.

اما صدها سال پيش از «بيروني»، «سجزي» و «ابن رسته»، يعني در دوره ساساني، گروهي از سيستانيان پيرو آيين ميترا (احتمالاً به دليل سختگيري هاي موبدان ساساني) به سرزمين هاي پيرامون رود سند (هند آن روز و پاکستان امروز) مهاجرت مي کنند که در بين آنان ستاره شناسي به نام «ورازمهر» (در هندي «وراه ميهر») بوده است. «سيتارام» دانشمند هندي نقل کرده است که اين گروه را در هند با نام «شکاديپي» (منسوب به سکا/ سيستان) مي شناخته اند و کتاب نجومي معروف «سيدهانتا» که عموماً اثر هنديان شناخته مي شود، در اصل نوشته «ورازمهر» سيستاني بوده است. «ورازمهر» در اين کتاب شواهد و دلايلي عرضه مي دارد که به موجب آنها نتيجه مي گيرد «زمين متحرک و آسمان ثابت است». نظريه «ورازمهر» در همان هنگام مورد نقد و بررسي هاي علمي واقع شده و نمونه يي از آن مباحثات او و «براهماگوپتا» است. (براي آگاهي بيشتر نگاه کنيد به les Penseurs de Islam نوشته Baron carra de vaux؛ تاريخ علم در ايران، دکتر «مهدي فرشاد»، انتشارات اميرکبير، جلد اول، 1365، سهم ارزشمند ايران در فرهنگ جهان، «عبدالحميد نير نوري»، انجمن آثار و مفاخر فرهنگي، جلد دوم، 1377 و مقاله Iranian Influence on Indian Culture نوشته K.N Sitaram در نشريه انستيتو کاما.)

در پايان به اين نکته نيز بايد اشاره کرد که کتاب اعلاق النفيسه «ابن رسته اصفهاني» از بسياري جهات ديگر نيز ارزشمند است. او نقل مي کند نخستين کسي که «عربي» نوشت، آن خط را از مردمان شهر «انبار» که در «دل ايرانشهر» واقع بود، فرا گرفته بود. او محدوده خليج فارس را نه تنها خليج فعلي، بلکه همراه با درياي عمان مي داند؛ «اول خليج فارس در مصب دجله و آخر آن، مکران است در اول هند». او همچنين روايت هايي به نقل از دانشمندان زمان خود در اندازه جرم، قطر و فاصله خورشيد، ماه و سيارگان از زمين را مي آورد که برخي از آنها با دانش امروزي برابري مي کند.

ديگر دانشمندان مثل «ديويد شوارتزمن» از دانشگاه هاروارد عقيده دارند که زمين ابتدايي داغ باقي مانده است. «شوارتزمن» فکر مي کند حرکات تکتونيکي تمام کربن را مدفون نساخته است.

در عوض او مي گويد که دي اکسيدکربن براي مدتي طولاني يک عامل اقليمي مهم باقي ماند و زمين را تا 5/1 ميليارد سال پيش برشته نگه داشته است، با دمايي که به طور متوسط بين 50 تا 70 درجه سلسيوس (122 تا 158 فارنهايت) قرار داشت.

«شوارتزمن» در اين باره مي گويد؛ «تا 8/2 ميليارد سال پيش فشار دي اکسيدکربن حداقل يک «بار» (bar) بود که ده هزار برابر مقدار کنوني است.» حول وحوش آن زمان ساينوباکتري ها و ديگر اشکال حيات ميکروبي تکثير شدند و مکش مقادير عظيم کربن را شروع کردند. پس از آن متان، که توسط بخشي از اين حيات ميکروبي در حال رشد توليد شده بود، به گاز غالب تبديل شد. فراواني متان نسبت به دي اکسيدکربن يک دهم يا کمتر بود و بعد به گفته «شوارتزمن»؛ «اما همان طور که امروز از گرمايش جهاني مي دانيم متان، کمش هم خيلي زياد است. متان همچنان تا 3/2 ميليارد سال پيش زمين را گرم نگه داشت، اما پس از آن بود که گاز پسماند توليدشده توسط ساينوباکتري ها تاثير بزرگ خود را کم کم شروع کرد. اين گاز پسماند، اکسيژن بود و به کندي طي ميليون ها سال ساخته شد. اکسيژن به متان واکنش داد و با افت مقدار متان، افت دما هم آغاز شد.»وي در ادامه مي گويد؛ «دوره هاي کوتاهي از سرما در خلال روند سراسري گرما رخ داد. يک دوره يخبندان حدود 9/2 ميليارد سال و يکي ديگر در 3/2 ميليارد سال پيش.»«شوارتزمن» هر دو اين يخبندان ها را به افزايش اکسيژن در اتمسفر نسبت مي دهد. پس از نخستين يخبندان، دما دوباره به حالت اول بازگشت تا دوباره افت هاي کوتاه مدت اما شديدي را در سال هاي بعد تجربه کند. روند اقليمي گرماي سراسري در نهايت زماني به پايان رسيد که اکسيژن آزاد، يافتن عناصري براي واکنش را متوقف ساخت و سطوح اکسيژن اتمسفر تازه به پايداري مي رسيد.«جيم کاستينگ» از دانشگاه ايالتي «پن» ديدگاه متفاوتي دارد. غيراز سناريوي «شوارتزمن» درباره دوره داغ طولاني و در پي آن سرماي نسبتاً تازه يا افت ناگهاني و زودرس دما در سناريوي «اسليپ»، «کاستينگ» فکر مي کند که سرد شدن زمين تدريجي تر بوده است. او مي گويد زمين سوزان ابتدايي حدود 4 ميليارد سال پيش سرد شدن را شروع کرد و به لطف دفن کربن در تکتونيک ها، به قدر کافي سرد شده که در 9/2 ميليارد سال پيش يخچال ها توسعه يابند.

دانشمندان درباره نشانه هاي مختلف پيشينه سنگي در دماهاي گذشته بحث مي کنند. آنها درباره نسبت ايزوتوپ هاي اکسيژن در زمان زمين شناختي، سرعت دفن تکتونيک ها، دگرگوني سيليس غاکسيد سيليسيمف، اثر زيست شناختي بر سرعت فرسايش و ديگر فرآيندهاي مختلف و پيچيده و غالباً مربوط به هم به بحث مي پردازند که چيزي بسيار ساده مانند سنگ را به رونوشتي مخدوش از راز تاريخي تبديل مي کند. براي اخترزيست شناسان پرسش نهايي درباره اقليم ابتدايي زمين اين است؛ براي پيدايش حيات چه دمايي لازم بود؟ شايد هم اين باشد؛ آيا حيات مي توانست در بسياري از وضعيت هاي دمايي مختلف رخ دهد؟ بسياري از دانشمندان، از جمله «شوارتزمن»، تصور مي کنند حيات روي زمين در منافذ هيدروترمال غگرما-آبيف فوق العاده داغ در کف اقيانوس ها شکل گرفت. در حالي که طبيعت ريشه دار ترموفيل ها غگرمادوست هاف در درخت حيات پشتوانه يي به اين نظر مي دهد، اما برخي دانشمندان اشاره مي کنند که ساختار آسيب پذير حيات( مثل پروتئين ها و مولکول هاي DNA) اغلب در دماهاي بالا از هم فرومي پاشد. در ضمن «اسليپ» تصور مي کند حيات احتمالاً تحت شرايط سرما پديد آمده است، جايي که چرخه هاي يخ زدگي- آب شدگي عدم تعادل پرانرژي لازم را ايجاد مي کند. با اين حال به باور «کاستينگ» حيات به احتمال زياد در دماهاي متوسط شکل گرفت؛ پس از آنکه زمين چندين تïن ماده آلي پيچيده را از برخوردهاي دنباله دار و شهاب دريافت داشت.شايد پاسخ پرسش درباره دماهاي ابتدايي زمين (و حيات) در خود حيات يافت شوند.

در گزارشي که به تازگي در نشريه نيچر منتشر شد، دانشمندان پروتئين هاي باکتري هاي کهن را براي سنجش اتمسفر زمين طي اعصار گذشته، بازسازي کردند. آنها با مقايسه حساسيت گرمايي پروتئين هاي بازسازي شده دريافتند که زيستمندان در 5/3 ميليارد سال پيش در محيطي داغ در 75 درجه سلسيوس (165 درجه فارنهايت) مي زيسته است و اين محيط تا 500 ميليون سال پيش به تدريج تا 40 درجه سلسيوس (100 درجه فارنهايت) سرد شده است.«اريک گاوچر» رئيس تحقيق علمي در تکامل مولکولي کاربردي در گانس ويل فلوريدا و دانشمند ارشد اين پژوهش مي گويد؛ «با بررسي پروتئين هايي که توسط اين ژن هاي آغازي رمزگذاري شده اند، مي توانيم اطلاعاتي درباره شرايط محيطي زمين ابتدايي کسب کنيم. ژن ها براي سازش با شرايط محيطي که ارگانيسم در آن زندگي مي کند، تکامل مي يابند. احياي اين ژن ها (که مدت ها پيش منقرض شده اند) به ما فرصت تحليل و تشريح محيط زندگي کهن را مي دهد که در زنجيره ژن ثبت شده است. ژن ها اصولاً رفتاري مشابه فسيل هاي پويا دارند.»

گرينلند کهن ترين سنگ هاي رسوبي را دارد که تاريخ شان تا 8/3 ميليارد سال پيش هم برمي گردد. به تازگي سنگ هايي در کانادا يافت شده اند که تاريخ شان به 75/3 ميليارد سال پيش برمي گردد، درحالي که استراليا و آفريقاي جنوبي سنگ هاي 5/3 ميليارد ساله دارند. (گنيس هاي آتشفشاني 4 ميليارد ساله در شمال غربي کانادا قديمي ترين سنگ ها هستند، اما سنگ هايي که در زير يک آتشفشان شکل گرفته اند نمي توانند چيز چنداني درباره محيط سطحي به ما بگويند. سنگ هاي رسوبي از انباشته شدن تدريجي لايه هاي خاک ساخته مي شوند و علاوه بر آن فسيل هايي که درون اين لايه ها به دام مي افتند، از اين که محيط چه شکلي بوده است تصوير بهتري ارائه مي دهند.)

دانشمندان مشغول بررسي اين سنگ ها هستند تا بهتر بفهمند سرد شدن زمين کي و چگونه آغاز شده است. با اين وجود، اقليم يک پديده پيچيده است و عوامل بسياري مي توانند بر آن اثر بگذارند. دانشمنداني که به جنبه هاي مختلف پيشينه سنگ مي نگرند، اغلب درباره گذشته دچار اختلاف نظر مي شوند. خورشيد حدود 4 ميليارد سال پيش يک ستاره کم فروغ و جوان بود و بنابر اين زمين پرتوهاي کمتري از خورشيد دريافت مي کرد. با اين حال دماي يک سياره به چيزهايي بيش از ستاره يي که به دورش مي گردد، بستگي دارد. دماي سطحي زهره، سياره همسايه ما، به بيش از 400 درجه سلسيوس (800 درجه فارنهايت) مي رسد. گرچه زهره از زمين به خورشيد نزديک تر است، اما دليل اصلي اقليم داغ آن به اتمسفر ضخيم و گلخانه يي زهره برمي گردد که گرما را به دام مي اندازد.

مدل هاي نظري نشان مي دهند که اتمسفر ابتدايي زمين از گازهاي گلخانه يي مثل دي اکسيدکربن، متان و بخار آب و علاوه برآنها از هيدروژن و نيتروژن تشکيل شده بود. اين اتمسفر متراکم مي توانست زمين را سوزان و داغ نگه دارد. پس از اين نقطه، ديگر دانش ما درباره تغييرات اقليمي پيش آمده به اندازه خود اتمسفر مبهم و مه آلود است. برخي دانشمندان مثل «نورم اسليپ» از دانشگاه استنفورد فکر مي کنند که زمين ابتدايي به خاطر تاثير حرکت هاي تکتونيکي به سرعت سرد شد. مواد معدني کربناتي (که در نتيجه سطوح بالاي دي اکسيدکربن در آب و اتمسفر شکل گرفتند) مدفون شدند و مقدار عظيمي از کربن را از چرخه حذف کردند و سبب تشکيل اتمسفري با دي اکسيدکربن کمتر شدند. مقادير کمتر اين گاز گلخانه يي مي توانست باعث سرد شدن سريع شود تا زماني که دماها به ميانگين دماي متعادل 30 درجه سلسيوس (86 درجه فارنهايت) برسند. در واقع «اسليپ» فکر مي کند مقدار ابتدايي دي اکسيدکربن به قدري کم بود که زمين کهن در زمان هاي مختلف به يک گوي برفي تبديل شده است، به عبارت ديگر زمين به قدري سرد شد که سياره ما تقريباً به طور کامل با پوسته يي از يخ پوشانده شده است.

حدود 3/4 ميليارد سال پيش وقتي که زمين ديگر پيوسته زير ضربه هاي سنگ هاي عظيم فضاي بيروني قرار نداشت، ماگماي سرد و شکل گيري پوسته قاره يي آغاز شد. بخار آب اتمسفر باريدن گرفت و روي سطح زمين جوان، اقيانوس هايي را به وجود آورد. پس از اين احتمالاً چندان طول نکشيد تا حيات پديد آيد.

به نظر مي رسد آن سرشت داغ روزهاي نخستين سياره مان، خود را در درخت حيات نمايان ساخته است؛ کهن ترين شاخه هاي درخت حيات ترموفيل ها غگرمادوست هاف هستند، ميکروب هايي که در دماهاي بالاتر از 50 درجه سلسيوس (122 درجه فارنهايت) يا گرم تر از آن هم دوام مي آورند. امروزه اين اشکال حيات تک سلولي را مي توان در منفذهاي آتشفشاني زير دريا يا در آبفشان هاي در حال بخار (مشابه آنهايي که در پارک ملي يلواستون هستند) يافت.

اما درباره دماي زمين در سرآغاز شکل گيري حيات همچنان ترديدهايي باقي مانده است، از جمله اينکه آيا ترموفيل ها واقعاً نماينده نخستين زيستمنداني هستند که روي سياره ما نمايان شده است.

دانشمندان براي چشم دوختن به گذشته، به کهن ترين سنگ ها مي نگرند. سنگ ها مي توانند به ما بگويند چه نوع گازهايي اتمسفر را تشکيل دادند و از ارتباطات متقابل شيميايي که در محيط رخ مي داد، خبر دهند. متاسفانه اکثر سنگ هاي سياره ما براي هميشه دگرگون شده اند و تاريخ شان پاک شده است. صفحات تکتونيکي که پوسته سياره را مي سازند، به هم کوفته مي شوند تا کوه ها را بسازند و زير يکديگر فرو مي روند تا بار ديگر ذوب شوند. با اين حال برخي سنگ ها به خاطر وضعيت جغرافيايي شان، اين بخت را دارند که از اين برنامه بازچرخ و تدفين سنگ کنار بمانند.

تاريخچه لباس هاي فضايي

از زماني که هواپيماهاي جت ابداع شد، خلبانان نياز به لباس پرواز که فشار طبيعي زمين را فراهم سازد، احساس کردند زيرا د ر ارتفاعات زياد فشار جو به شدت کم مي شود و اکسيژني براي تنفس وجود ندارد. معمولاً از اين لباس ها وقتي استفاده مي شود که فشار طبيعي درون کابين خلبان بنا به دلايلي کاهش مي يابد. اين لباس ها را از الياف هايي مي ساختند که داراي روکش نئوپرن بودند. اين لباس ها همانند بادکنک منبسط مي شوند و به بدن خلبان فشار مي آورند. لوله يي هم از درون کابين به لباس خلبان وصل مي شد که وظيفه تامين اکسيژن را به عهده داشت.

هنگامي که ناسا برنامه مرکوري را آغاز کرد، لباس هاي فضايي به لباس پرواز خلبان ها بسيار شبيه بود، اما روي نئوپرن را با يک لايه از ميلار آلومينيوم دار پوشاندند. علاوه بر اين لباس فضايي مرکوري داراي چکمه، دستکش و کلاه ايمني بود که با حلقه يي به لباس متصل مي شد. اين لباس به وسيله يک فن خارجي که فضانورد همراه داشت، خنک مي شد. فضانوردان اکسيژن مصرفي خود را به وسيله لوله يي که به لباس وصل مي شد، دريافت مي کردند. هرچند لباس فضايي مرکوري آنها را از خطرات حفظ مي کرد، اما هنگامي که پرفشار مي شد، از کارايي آن کاسته مي شد زيرا براي راهپيمايي فضايي طراحي نشده بود. به همين دليل براي برنامه جميني لباس هاي جديدي طراحي شد که نه تنها براي وضعيت هاي اضطراري، بلکه براي راهپيمايي فضايي مناسب بود. لباس هاي برنامه جميني از قالب هايي به شکل بدن انسان ساخته شده بود. اين لباس ها روکشي داشت که فضانورد را در برابر ذرات ريز شهاب سنگ ها محافظت مي کرد. فضاپيما نيز اکسيژن و هواي لازم براي خنک کردن لباس فضانورد را به وسيله يک لوله به فضانورد مي رساند.

اما پس از برنامه جميني فضانوردان دريافتند که هوا خنک کننده چندان مناسبي نيست. در موارد بسيار دماي بدن فضانورد در اثر راهپيمايي فضايي بالا مي رفت و مه از درون کلاه ايمني آنها را فرا مي گرفت. به همين دليل ناسا براي برنامه آپولو به فکر افتاد از لباس هاي کارآمدتر استفاده کند.

لباس فضايي برنامه آپولو؛ از آنجا که قرار بود فضانوردان در اين برنامه در ماه نيز پياده روي کنند، لباس ويژه يي طراحي شد که انجام اين کار را امکان پذير مي ساخت. لباس فضايي آپولو شامل موارد زير بود؛

- يک زيرپوش که با آب خنک مي شد.

- بخش چندلايه براي تامين فشار؛

1- لايه دروني که از نايلون سبک وزن بود.

2- لايه مياني که نايلون با پوشش نئوپرن بود و فشار را تنظيم مي کرد.

3- لايه بيروني که فشار لايه هاي زيري را نگه مي داشت.

- پنج لايه از ميلار آلومينيوم دار که با چهار لايه از داکرون به هم بافته شده بود و وظيفه حفاظت گرمايي را به عهده داشت.

- دو لايه از کابتون که آن هم نارساناي حرارتي است.

- يک لايه ديگر با پوشش تفلون براي حفاظت در برابر ضربه

- يک لايه ديگر از جنس تفلون

اين لباس به چکمه، دستکش، ابزارهاي ارتباطي و کلاه با پلاستيک شفاف مجهز بود و براي راهپيمايي در ماه نيز تجهيزات اضافه داشت. يک کوله پشتي نيز اکسيژن و آب براي خنک کردن را تامين و دي اکسيد کربن اضافه را حذف مي کرد. اين لباس روي زمين در مجموع 82 کيلوگرم وزن داشت، اما وزنش در ماه فقط 14 کيلوگرم بود. از لباس طراحي شده براي ماموريت آپولو در ماموريت اسکاي لب نيز استفاده شد. پس از آنکه پرواز شاتل به کاري عادي تبديل شد، فضانوردان مجبور نبودند هنگام پرتاب يا ورود به زمين لباس فضايي متداول را بپوشند تا اينکه سانحه چلنجر روي داد. در اين حادثه، چلنجر لحظاتي پس از پرتاب منفجر شد و همه هفت سرنشين آن جان باختند. از آن پس ناسا پوشيدن لباس هاي فضايي را هنگام پرتاب و ورود به زمين اجباري کرد. از اين لباس ها که ابزار جابه جايي فرازميني (EMU) نام دارد، براي راهپيمايي فضايي و جابه جايي در ايستگاه فضايي استفاده مي شود. هرچند لباس هاي فضايي امروزي کارايي خوبي دارند، ناسا هر روزه در جست وجوي لباس هاي فضايي بهتري است و طراحي و ساخت لباس ها (و گاهي بخش کوچکي از آن مانند دستکش که داراي ويژگي هاي خاصي باشد) را به مناقصه مي گذارد. به همين دليل برخي شرکت ها لباس هايي ارائه کردند که داراي ويژگي هاي بسيار جالب و قيمت هاي بسيار زياد ( حدود 22 ميليون دلار) است. در سال 2008 نيز ناسا يک پروژه 745 ميليون دلاري را براي طراحي و ساخت لباس هاي فضايي نسل جديد به اجرا گذاشت.