প্রাচীন মঙ্গলে বৃষ্টির মাধ্যমে জীবনের রাসায়নিক উপাদান নির্দিষ্ট কিছু অঞ্চলে পৌঁছাতে পারে

প্রাচীন মঙ্গলে রাসায়নিক বিক্রিয়ার সূচনা কোথায় হতে পারে, তার মানচিত্র

প্রায় ৩৮০ থেকে ৩৬০ কোটি বছর আগের মঙ্গলের অনুকরণভিত্তিক মডেল অনুযায়ী, প্রাচীন মঙ্গলে বৃষ্টি জীবনের গঠনমূলক উপাদান তৈরির একটি রাসায়নিক উপাদান সরবরাহ করে থাকতে পারে। এক অঞ্চল থেকে অন্য অঞ্চলে এর পরিমাণে প্রায় ১০০ গুণ পার্থক্য ছিল। বিশ্বজুড়ে এর আনুমানিক গড় ছিল বছরে প্রতি বর্গমিটারে প্রায় ৫ মিলিগ্রাম ফরম্যালডিহাইড। থারসিস ও এলিসিয়াম পর্বতমালার আশপাশে এর পরিমাণ পৌঁছেছিল প্রায় ৫০ মিলিগ্রামে।

গবেষণায় বায়ুমণ্ডলীয় রসায়ন, বৃষ্টিপাত এবং জৈব অণু জমা হতে পারে এমন স্থানগুলোর মধ্যে একটি সম্ভাব্য যোগসূত্র চিহ্নিত করা হয়েছে। এতে মঙ্গলে প্রাণের অস্তিত্ব ছিল বা পূর্বাভাস দেওয়া পরিমাণের ফরম্যালডিহাইড আজও টিকে আছে, এমনটা প্রতিষ্ঠিত হয়নি। বরং গবেষণাটি একটি ভৌগোলিক পূর্বাভাস দিয়েছে, যা প্রাচীন শিলার পরিমাপের সঙ্গে মিলিয়ে দেখতে পারবেন গবেষকেরা।

গবেষক দলে ছিলেন তোহোকু বিশ্ববিদ্যালয়, আর্থ-লাইফ সায়েন্স ইনস্টিটিউট এবং ইনস্টিটিউট অব সায়েন্স টোকিওর বিজ্ঞানীরা। ২০২৬ সালের ১ অক্টোবর প্রকাশিত তোহোকু বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষণা ঘোষণায় বলা হয়েছে, গবেষণাটির শিরোনাম Global distribution of atmospheric formaldehyde deposition correlated with water vapor on a warm early Mars। এটি ২০২৬ সালের ৩০ সেপ্টেম্বর The Planetary Science Journal-এ প্রকাশিত হয়। ঘোষণায় গবেষণাপত্রটির DOI হিসেবে 10.3847/PSJ/ae9942 উল্লেখ করা হয়েছে।

জীবনের উৎপত্তির অনুসন্ধানে ফরম্যালডিহাইড কেন গুরুত্বপূর্ণ

রাসায়নিক সংকেতে H2CO লেখা ফরম্যালডিহাইড তীব্র জ্বালাপোড়া সৃষ্টি করে এবং বিষাক্ত। এই গবেষণায় এর গুরুত্ব অন্য একটি বৈশিষ্ট্যের কারণে: পানিতে এটি এমন বিক্রিয়ায় অংশ নিতে পারে, যা শর্করা, অ্যামিনো অ্যাসিড এবং জীবনের সঙ্গে সম্পর্কিত অন্যান্য জৈব যৌগের দিকে নিয়ে যায়।

এ কারণে এটি প্রাক্‌জৈব রসায়নের সম্ভাব্য একটি প্রাথমিক উপাদান; অর্থাৎ প্রাণের অস্তিত্বের আগে সংঘটিত রসায়নের উপাদান। এমন কোনো উপাদান শনাক্ত করা বা এর উপস্থিতির পূর্বাভাস দেওয়া মানেই জীবন্ত কোনো প্রাণী খুঁজে পাওয়া নয়। জীববিজ্ঞানের প্রক্রিয়া ছাড়াও রাসায়নিক বিক্রিয়ায় জৈব অণু তৈরি হতে পারে।

আগের গবেষণায় এরই মধ্যে ইঙ্গিত দেওয়া হয়েছিল, প্রাচীন উষ্ণ মঙ্গলের বায়ুমণ্ডলে ফরম্যালডিহাইড তৈরি হতে পারে। নতুন প্রশ্ন ছিল, এটি কোথায় এবং কী পরিমাণে ভূপৃষ্ঠে পৌঁছাত। কোনো অণু তৈরির উপযোগী বায়ুমণ্ডল থাকলেই যে তা হ্রদ, নদী বা অন্য কোনো স্থানে সমানভাবে পৌঁছাবে, এমন নয়। অথচ এসব স্থানেই পরবর্তী বিক্রিয়া ঘটতে পারে।

রসায়ন ও জলবায়ুর মধ্যে যোগসূত্র যেভাবে তৈরি করলেন গবেষকেরা

গবেষক দল একটি ফটোকেমিক্যাল মডেলের সঙ্গে একটি বৈশ্বিক জলবায়ু মডেল যুক্ত করেছে। ফটোকেমিস্ট্রি বলতে আলো দ্বারা চালিত বিক্রিয়াকে বোঝায়। এ ক্ষেত্রে মঙ্গলের বায়ুমণ্ডলে অণুর পরিবর্তন ঘটানো অতিবেগুনি রশ্মিও এর অন্তর্ভুক্ত। জলবায়ু মডেলটি পুরো গ্রহজুড়ে বায়ুমণ্ডলের চলাচল, তাপমাত্রা, জলীয় বাষ্প, মেঘ ও বৃষ্টিপাত হিসাব করেছে।

প্রথমে ভূপৃষ্ঠের তাপমাত্রা, জলীয় বাষ্প, বায়ুমণ্ডলীয় চাপ ও অতিবেগুনি রশ্মির তীব্রতার বিভিন্ন সমন্বয়ে ফরম্যালডিহাইড উৎপাদনের হিসাব করেন গবেষকেরা। ফলাফলগুলো একটি তথ্যসূচিতিতে সাজানো হয়, যা বিভিন্ন অঞ্চলের পরিস্থিতিতে রাসায়নিক উৎপাদন অনুমান করতে জলবায়ু মডেল ব্যবহার করতে পারে।

এই পদ্ধতিতে বায়ুমণ্ডলকে একটি মাত্র উল্লম্ব মাত্রা ও গ্রহের গড় দিয়ে উপস্থাপন করা আগের হিসাবগুলোর সীমা পেরোনো হয়েছে। ওই হিসাবগুলো দিয়ে ফরম্যালডিহাইড তৈরি হওয়া সম্ভব কি না, তা যাচাই করা গেলেও মাটিতে পৌঁছানোর চিত্র তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় আর্দ্রতা ও বৃষ্টির ভৌগোলিক পার্থক্য ধরা সম্ভব ছিল না।

মডেলে প্রায় ৩৮০ থেকে ৩৬০ কোটি বছর আগের উষ্ণ পরিবেশ ধরে নেওয়া হয়েছে। ভূতাত্ত্বিক ও খনিজ-সংক্রান্ত প্রমাণ থেকে ধারণা পাওয়া যায়, মঙ্গলে এমন কিছু সময় ছিল যখন ভূপৃষ্ঠে তরল পানি থাকতে পারত। ওই পরিস্থিতিতে রাসায়নিক উপাদান কীভাবে পৌঁছাতে পারে, তা মডেলটি পরীক্ষা করেছে; পুরো সময়জুড়ে গোটা গ্রহ উষ্ণ ও আর্দ্র ছিল, এমন প্রমাণ এটি দেয় না।

পানি অণু তৈরি ও ভূপৃষ্ঠে পৌঁছাতে সাহায্য করেছে

দুটি পর্যায়ে জলীয় বাষ্প গুরুত্বপূর্ণ ছিল। প্রথমত, অতিবেগুনি রশ্মি পানির অণু ভেঙে সক্রিয় হাইড্রোজেন ছাড়ে, যা বায়ুমণ্ডলে ফরম্যালডিহাইড তৈরির বিক্রিয়ায় অংশ নেয়। তাই বায়ুমণ্ডলে আর্দ্রতা বেশি থাকা অঞ্চলে অণুটি তৈরির অনুকূল পরিস্থিতি ছিল।

দ্বিতীয়ত, বৃষ্টি ফরম্যালডিহাইডকে দ্রবীভূত করে ভূপৃষ্ঠে নিয়ে আসে। আর্দ্রতা রাসায়নিকটির উৎপাদন ও সরবরাহ—দুই ক্ষেত্রেই প্রভাব ফেলেছে, যা পূর্বাভাসে দেখা অসম বণ্টন ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করে।

গবেষণার ফলাফল বোঝার ক্ষেত্রে এই পার্থক্যটি গুরুত্বপূর্ণ। কোনো স্থানে ফরম্যালডিহাইডের সরবরাহ নির্ভর করত শুধু তার ওপরের বায়ুমণ্ডলে কতটা তৈরি হয়েছে, তার ওপর নয়। বৃষ্টিপাতও নিয়ন্ত্রণ করত, বায়ুমণ্ডল থেকে রাসায়নিকটি কতটা কার্যকরভাবে ভূপৃষ্ঠের পানিতে পৌঁছাবে। এই মানচিত্রে মঙ্গলের জলচক্রের সঙ্গে এমন স্থানগুলোর যোগসূত্র দেখানো হয়েছে, যেখানে পরবর্তী জৈব রাসায়নিক বিক্রিয়ার উপাদান পৌঁছাতে পারত।

পর্বত ও উত্তরের জলভাগে বেশি পৌঁছেছিল

মডেলের পূর্বাভাস অনুযায়ী, উত্তর গোলার্ধে ধরে নেওয়া মহাসাগর এবং হেলাস অববাহিকায় তুলনামূলক বেশি ফরম্যালডিহাইড পৌঁছেছিল। উত্তর গোলার্ধে গড় সরবরাহ দক্ষিণ গোলার্ধের চেয়ে কয়েক গুণ বেশি ছিল, যদিও এখানে বর্ণিত ফলাফলে সুনির্দিষ্ট অনুপাত দেওয়া হয়নি।

পার্বত্য ভূখণ্ডে আরেকটি ধরন দেখা গেছে। থারসিস ও এলিসিয়ামের আশপাশে ঢাল বেয়ে ওঠা বায়ু বৃষ্টিপাত বাড়িয়েছে, ফলে কিছু স্থানীয় এলাকায় ফরম্যালডিহাইডের সরবরাহ বেশি হয়েছে। ভূখণ্ডের কারণেই এমনটা ঘটেছে: আর্দ্র বায়ু ওপরে উঠলে ঠান্ডা হয়ে মেঘ ও বৃষ্টি তৈরি হতে পারে।

প্রতি বর্গমিটারে বছরে প্রায় ৫০ মিলিগ্রামের সর্বোচ্চ অনুমান বিশ্বজুড়ে গড় ৫ মিলিগ্রামের প্রায় ১০ গুণ। তবে এই তুলনা অঞ্চলভেদে প্রায় ১০০ গুণ পার্থক্যের হিসাব থেকে আলাদা। প্রথমটি সর্বোচ্চ সরবরাহের সঙ্গে গ্রহের গড়ের তুলনা করে; দ্বিতীয়টি বৃহত্তর ভৌগোলিক পরিসরে পার্থক্য বোঝায়। এই দুই পরিসংখ্যানের কোনোটিই মঙ্গলের মাটিতে বর্তমানে থাকা ফরম্যালডিহাইডের পরিমাণ নির্দেশ করে না।

ফলাফলগুলো আরও সতর্ক করে যে, কোনো একটি গোলার্ধকে রাসায়নিকভাবে সর্বত্র একই রকম ভাবা উচিত নয়। গড় হিসাবে উত্তরে বেশি সরবরাহ থাকলেও হেলাস অববাহিকাতেও তুলনামূলক বেশি সরবরাহ ছিল। উত্তর ও দক্ষিণের বৃহত্তর পার্থক্যের পাশাপাশি স্থানীয় পানির প্রাপ্যতা ও ভূখণ্ডও গুরুত্বপূর্ণ ছিল।

কাছের অববাহিকা কেন রাসায়নিক জমার ভালো স্থান হতে পারে

যেসব স্থানে সবচেয়ে বেশি বৃষ্টি হয়েছে, সেসব স্থানেই যে ফরম্যালডিহাইডের ঘনত্ব সবচেয়ে বেশি হয়েছে, তা নয়। গবেষকেরা আর্দ্র অঞ্চলের কাছের অববাহিকাকে সম্ভাবনাময় স্থান হিসেবে চিহ্নিত করেছেন। পানি সেখানে উপাদান বয়ে নিতে এবং পরে বাষ্পীভূত হতে পারত।

সরবরাহ ও ঘনত্ব দুটি আলাদা বিষয়। সরবরাহ হলো নির্দিষ্ট এলাকা ও সময়ে ভূপৃষ্ঠে পৌঁছানো পদার্থের পরিমাণ। ঘনত্ব হলো যে পানিতে পদার্থটি আছে, তার তুলনায় ওই পদার্থের পরিমাণ। প্রচুর পানিতে অনেক উপাদান মিশলেও তা পাতলা অবস্থায় থাকতে পারে; আবার বাষ্পীভবনে পানি কমে গেলে অবশিষ্ট উপাদানের ঘনত্ব বাড়তে পারে।

প্রস্তাবিত পরিস্থিতিতে বৃষ্টির পানি আর্দ্র অঞ্চলে ফরম্যালডিহাইড নিয়ে এসেছে, নদী বা অন্য প্রবাহ তা অববাহিকায় জমা করেছে, আর বাষ্পীভবনে এর ঘনত্ব বেড়েছে। এমন পরিবেশে আরও জটিল জৈব অণু তৈরির বিক্রিয়া ঘটতে পারত।

তবে কোনো নির্দিষ্ট অববাহিকায় এমন রাসায়নিক ইতিহাস ঘটেছিল, তা প্রমাণিত নয়; এটি একটি সম্ভাবনা মাত্র। মানচিত্রটি বায়ুমণ্ডল থেকে সরবরাহের পরিমাণ অনুমান করে। সরবরাহের পর কী ঘটেছিল, তা জানতে ভূপৃষ্ঠে পরিবহন, বিক্রিয়া, ক্ষয় ও সংরক্ষণের বিষয়গুলো বুঝতে হবে।

রোভারের পরিমাপ দিয়ে মানচিত্র কীভাবে যাচাই করা যেতে পারে

প্রস্তাবিত একটি পরীক্ষা হলো, ফরম্যালডিহাইডের পরিমাণে ভিন্নতা ছিল বলে মডেল যে অঞ্চলগুলোর পূর্বাভাস দিয়েছে, সেখানকার প্রাচীন শিলাস্তর তুলনা করা। গবেষকেরা জৈব যৌগের প্রাচুর্য এবং কার্বন আইসোটোপের ধরন—দুটিই পরীক্ষা করতে পারেন। আইসোটোপ হলো একই মৌলের এমন রূপ, যেগুলোর নিউট্রনের সংখ্যা আলাদা। এদের আপেক্ষিক পরিমাণ রাসায়নিক উৎপত্তি অনুসন্ধানে সহায়তা করতে পারে।

দলের আগের গবেষণায় বলা হয়েছিল, বায়ুমণ্ডলে তৈরি ফরম্যালডিহাইডের সঙ্গে সম্পর্কিত কার্বন আইসোটোপের বৈশিষ্ট্য মঙ্গল অনুসন্ধানের সময় শনাক্ত জৈব পদার্থের উপস্থিতি ব্যাখ্যা করতে পারে। নতুন ভৌগোলিক পূর্বাভাস শুধু রাসায়নিক গঠনের ওপর নির্ভর না করে, সেই সম্ভাব্য যোগসূত্র অনুসন্ধানের আরেকটি উপায় দিচ্ছে।

গবেষক ও গবেষণাপত্রের লেখক শুঙ্গো কোয়ামা বলেছেন, পূর্বাভাসে দেখা বণ্টন রোভারের পর্যবেক্ষণের সঙ্গে কীভাবে তুলনা করা যেতে পারে:

আমাদের মানচিত্রের সঙ্গে রোভারগুলোর অনুসন্ধানের ফল তুলনা করে আমরা যাচাই শুরু করতে পারি—যেসব স্থানে বেশি H₂CO পৌঁছেছিল, সেগুলো প্রাথমিক প্রাণ-সংশ্লিষ্ট রসায়নের জন্যও বেশি অনুকূল ছিল কি না," বলেন ড. কোয়ামা। "ভবিষ্যতের পর্যবেক্ষণে এই সম্পর্ক নিশ্চিত হলে, ভবিষ্যৎ মঙ্গল অভিযানের জন্য সম্ভাবনাময় স্থান চিহ্নিত করতে আমাদের মানচিত্র সাহায্য করতে পারে।

পূর্বাভাসে দেখা সরবরাহ এবং সংরক্ষিত জৈব রসায়নের মধ্যে মিল পাওয়া গেলে বায়ুমণ্ডল থেকে উপাদান সরবরাহের প্রস্তাবিত ভূমিকা সমর্থিত হবে। তবে শুধু এতেই জৈবিক উৎস প্রতিষ্ঠিত হবে না। মঙ্গলের শিলায় দীর্ঘ ইতিহাসে ওই যৌগগুলোর কী হয়েছিল, তা গবেষকদের বিবেচনায় নিতে হবে।

যেসব প্রশ্নের উত্তর এই গবেষণায় মেলেনি

মূল অনিশ্চয়তা হলো, কোটি কোটি বছর আগের মডেলভিত্তিক সরবরাহ এবং আজ পরিমাপ করা যায় এমন উপাদানের মধ্যকার ব্যবধান। স্থায়ীভাবে কতটা ফরম্যালডিহাইড জমা হয়েছিল, কতটা অন্য যৌগে রূপান্তরিত হয়েছিল বা কতটা নষ্ট হয়েছিল, এই অনুমানগুলো তা দেখায় না। কোনো নির্দিষ্ট স্থানে প্রাণের উৎপত্তির উপযোগী পরিবেশ তৈরি হয়েছিল, তাও এগুলো প্রতিষ্ঠা করে না।

বায়ুমণ্ডলীয় রসায়ন ও জলবায়ুকে সরাসরি ত্রিমাত্রায় যুক্ত করে এমন মডেল তৈরির পরিকল্পনা রয়েছে দলের। এতে বর্তমান পদ্ধতির সম্প্রসারণ ঘটবে; এই পদ্ধতিতে বৈশ্বিক জলবায়ু অনুকরণে একটি তথ্যসূচিতিতে সাজানো রাসায়নিক হিসাব ব্যবহার করা হয়।

জৈব পদার্থের ভাঙন ও সংরক্ষণ নিয়ে পরীক্ষারও পরিকল্পনা রয়েছে। এসব পরীক্ষা প্রাচীনকালে সরবরাহের পূর্বাভাসের সঙ্গে অনুসন্ধানে পাওয়া সম্ভাব্য রাসায়নিক চিহ্নের যোগসূত্র বুঝতে সাহায্য করতে পারে। ওই ফলাফলের জন্য কোনো তারিখ দেওয়া হয়নি, আর মানচিত্র যাচাইয়ের উদ্দেশ্যে নির্দিষ্ট অবতরণস্থল বা নির্ধারিত অভিযানের ঘোষণাও গবেষণায় নেই।

এখানে অনুকরণে ব্যবহৃত প্রাচীন পরিবেশ এবং আধুনিক সময়ে গবেষণাপত্র প্রকাশের কালপঞ্জি আলাদা করে দেখানো হয়েছে:

• প্রায় ৩৮০ থেকে ৩৬০ কোটি বছর আগে: উষ্ণ মঙ্গল নিয়ে মডেলে উপস্থাপিত সময়কাল।
• ৩০ সেপ্টেম্বর ২০২৬: তোহোকু বিশ্ববিদ্যালয়ের দেওয়া তথ্য অনুযায়ী গবেষণাপত্র প্রকাশের তারিখ।
• ১ অক্টোবর ২০২৬: বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষণা ঘোষণার তারিখ।

গবেষণাটির অবদান হলো রাসায়নিক উপাদান সরবরাহের একটি যাচাইযোগ্য ভৌগোলিক চিত্র। কোথায় প্রাণের অস্তিত্ব ছিল তা চিহ্নিত না করে, এটি এমন স্থানগুলোর দিকে ইঙ্গিত করে যেখানে বায়ুমণ্ডলীয় উপাদান বেশি পরিমাণে পৌঁছাতে পারে এবং যেখানে পানি তা জমা করে পরবর্তী বিক্রিয়ার সুযোগ তৈরি করতে পারত।

মূল বিষয়গুলো

• প্রাচীন মঙ্গলে মডেলভিত্তিক ফরম্যালডিহাইড সরবরাহ অঞ্চলভেদে প্রায় ১০০ গুণ ভিন্ন ছিল।
• বিশ্বজুড়ে গড় সরবরাহ ছিল বছরে প্রতি বর্গমিটারে প্রায় ৫ মিলিগ্রাম; থারসিস ও এলিসিয়ামের আশপাশে স্থানীয় সর্বোচ্চ পরিমাণ ছিল প্রায় ৫০ মিলিগ্রাম।
• জলীয় বাষ্প বায়ুমণ্ডলে ফরম্যালডিহাইড তৈরিতে সহায়তা করেছে, আর বৃষ্টি তা ভূপৃষ্ঠে নিয়ে এসেছে।
• আর্দ্র অঞ্চলের কাছের অববাহিকায় পানির প্রবাহ ও বাষ্পীভবনের মাধ্যমে রাসায়নিকটি জমা হয়ে ঘনীভূত হতে পারে।
• প্রাচীন জৈব যৌগ ও কার্বন আইসোটোপের তুলনা করে পূর্বাভাসে দেখা বণ্টন যাচাই করা যেতে পারে।
• ফলাফলগুলো প্রাণের আগের সম্ভাব্য রসায়ন নিয়ে; মঙ্গলে প্রাণ ছিল বা আজও ফরম্যালডিহাইড আছে—এমন প্রমাণ বা পরিমাপ নয়।