کیا اینسیلاڈس پر جرثومے قدیم نامیاتی مادے پر زندہ رہ سکتے ہیں؟

اینسیلاڈس زحل کا ایک چھوٹا، برفیلا چاند ہے۔ ناسا کے کیسینی مشن نے انکشاف کیا کہ یہ اپنی برف کے نیچے مائع پانی کا ایک عالمی سمندر چھپائے ہوئے ہے، اور یہ مشن اس کے جنوبی قطب سے پھوٹنے والی دھاروں میں سے گزرا — زمین سے باہر مائع پانی کے کسی ماحول سے آنے والے مادے کا یہ پہلا تجزیہ تھا۔ ان دھاروں میں وافر ہائیڈروجن (H₂) اور میتھین (CH₄) موجود تھی۔

سب سے نمایاں وضاحت چاند کے چٹانی مرکزے سے متعلق ہے۔ زمین پر گرم پانی جب بعض چٹانوں سے ردِعمل کرتا ہے — جسے سرپنٹینائزیشن (serpentinisation) کہتے ہیں — تو ہائیڈروجن خارج ہوتی ہے، اور سمندری گرم چشموں پر میتھانوجن کہلانے والے جرثومے اس ہائیڈروجن کو کاربن ڈائی آکسائیڈ کے ساتھ ملا کر میتھین بناتے ہیں۔ اینسیلاڈس پر بھی یہی ہو سکتا ہے۔

لیکن ایک مشکل ہے۔ دھاروں کے ذریعے ضائع ہونے والی ہائیڈروجن کو اربوں سال تک پورا کرتے رہنے کے لیے چٹانوں کے ردِعمل کو بہت طویل عرصے تک زوردار رہنا ہوگا — جبکہ جن معدنیات کو یہ استعمال کرتا ہے وہ اس سے کہیں پہلے ختم ہو سکتی ہیں۔ کیا کوئی اور چیز اس سمندر کو غذا فراہم کر رہی ہے؟

نظامِ شمسی کے آغاز کی خوراک

خیال کیا جاتا ہے کہ بیرونی نظامِ شمسی کے اجسام نامیاتی مادے سے بھرپور مواد سے بنے، جیسے دم دار ستارے اور کاربن سے بھرپور شہابیے۔ سیارچوں بینو اور ریوگو سے لائے گئے نمونوں میں امینو ایسڈ، شکریں اور دیگر نامیاتی مرکبات موجود ہیں۔ اینسیلاڈس کے مرکزے میں بھی ایسا مادہ ہو سکتا ہے جو آہستہ آہستہ سمندر میں گھل رہا ہو۔

ایسے سمندر میں جہاں نہ روشنی ہو نہ آکسیجن، نامیاتی مادے پر زندہ رہنے کا ایک طریقہ تخمیر (fermentation) ہے، جو “سانس لینے” کے لیے آکسیجن یا کسی اور بیرونی کیمیکل کی ضرورت کے بغیر توانائی خارج کرتی ہے۔ یونیورسٹی آف ایریزونا کے سام نصرالدین اور ریژی فیریئر نے، ای ٹی ایچ زیورخ، کوئین میری یونیورسٹی آف لندن، لندن کے نیچرل ہسٹری میوزیم، ایکس-مارسے یونیورسٹی اور پیرس کے نیشنل میوزیم آف نیچرل ہسٹری کے ساتھیوں کے ساتھ مل کر، جانچ کے لیے ایک سادہ مثال چنی: گلائسین، جو سب سے سادہ امینو ایسڈ ہے۔ اس کی تخمیر سے ہائیڈروجن، ایسیٹیٹ اور امونیا بنتے ہیں۔ گلائسین کا خمیر کرنے والے جرثومے زمین پر گہرے سمندر کے چشموں سے معلوم ہیں۔

تین قسم کے جرثوموں والا ایک مجازی چشمہ

ٹیم نے اینسیلاڈس کی سمندری تہہ پر ایک گرم چشمے کے گرد رہنے والی ایک چھوٹی برادری کی سمیولیشن کی، جہاں گرم سیال سمندری پانی سے ملتا ہے:

• گلائسین کا خمیر کرنے والے، جو ہائیڈروجن اور ایسیٹیٹ بناتے ہیں؛
• ہائیڈروجن کھانے والے میتھانوجن، جو ہائیڈروجن اور CO₂ کو میتھین میں بدلتے ہیں؛
• ایسیٹیٹ کھانے والے میتھانوجن، جو ایسیٹیٹ کو میتھین میں بدلتے ہیں۔

ماڈل یہ حساب رکھتا ہے کہ ہر گروہ کتنی توانائی حاصل کر سکتا ہے، اس کی افزائش کیسی ہے، اور وہ دوسروں کے لیے پانی کو کیسے بدلتا ہے۔ ٹیم نے تین منظرناموں میں سے ہر ایک کے لیے حالات کے 30,000 بے ترتیب مجموعے چلائے — چٹانوں سے تقریباً کوئی ہائیڈروجن یا میتھین نہیں، محدود فراہمی، یا زیادہ مضبوط فراہمی — اور خارج ہونے والی گیسوں کا موازنہ کیسینی کی پیمائشوں سے کیا: سالانہ تقریباً 1.2 سے 7.4 ارب مول ہائیڈروجن اور 0.3 سے 1.6 ارب مول میتھین۔

مفروضہ: سمندری تہہ پر قدیم نامیاتی مادے کا خمیر کرنے والے جرثومے میتھین بنانے والے ساتھیوں کو غذا دیتے ہیں (a)؛ ماڈل میں جرثوموں کے تین گروہ کیسے جڑے اور جمع کیے گئے ہیں (b)۔ — شکل 1، Nasreldine et al. (2026)، arXiv:2610.13434۔

ایسیٹیٹ کھانے والے جیت جاتے ہیں

• چٹانوں کی تقریباً کسی مدد کے بغیر، صرف تخمیر نے کیسینی کی دونوں گیس پیمائشیں دوبارہ پیدا کر دیں — بشرطیکہ گلائسین جیسا مادہ کافی مقدار میں چشمے تک پہنچے۔
• چٹانوں کی محدود فراہمی کی صورت میں، 30,000 میں سے ایسیٹیٹ کھانے والوں کے ساتھ 91 اور تینوں گروہوں کے ساتھ 91 سمیولیشنز دونوں گیسوں سے مطابقت رکھتی تھیں۔ صرف ہائیڈروجن کھانے والوں والی ایک بھی نہیں۔ ایک شماریاتی موازنے نے 90% سے زیادہ صورتوں میں ایسیٹیٹ کھانے والوں والی برادریوں کو ترجیح دی۔

وجہ سادہ ہے: ہائیڈروجن کھانے والے وہی ہائیڈروجن استعمال کر لیتے ہیں جسے دھاروں میں فرار ہونا چاہیے۔ ایسیٹیٹ کھانے والے اسے چھوئے بغیر میتھین بناتے ہیں۔ محدود فراہمی والے منظرنامے میں ہائیڈروجن کھانے والے ہر سمیولیشن میں حتمی برادری سے باہر دھکیل دیے گئے۔

ماڈل یہ بھی دکھاتا ہے کہ زندگی اپنا مسکن خود بدلتی ہے: پہلے منظرنامے کی دو تہائی سمیولیشنز میں تخمیر نے چشمے کے گرد ایسی نئی جگہیں کھول دیں جہاں میتھانوجن پنپ سکتے تھے۔

خوراک کتنی ہے؟

ایک موٹا بالائی تخمینہ اینسیلاڈس میں گلائسین کے اصل ذخیرے کو تقریباً 1.3 × 10¹⁷ کلوگرام تک بتاتا ہے — جو مشاہدہ شدہ ہائیڈروجن کو 0.2 سے 1.4 ارب سال تک فراہم کرنے کے لیے کافی ہے، اگر یہ سارا جرثوموں کو دستیاب ہو۔

رکاوٹ یہ ہے: جو سمیولیشنز سب سے اچھی طرح کام کرتی ہیں انہیں بینو کے نمونوں میں گلائسین کی سطح کی اجازت سے زیادہ تحلیل شدہ نامیاتی مادہ درکار ہے۔ اگر یہ سارا گھل بھی جائے تو ارتکاز ماڈل کی ضرورت سے کم ہی رہے گا۔ اس لیے یہ منظرنامہ اس پر منحصر ہے کہ خمیر ہونے والے دیگر مرکبات بھی موجود ہوں، یا چٹانوں سے کچھ اضافی ہائیڈروجن اب بھی آ رہی ہو۔

ایک قابلِ جانچ پیش گوئی

مصنفین تخمیر کو زندگی کا ثبوت نہیں بلکہ ایک قابلِ جانچ متبادل کے طور پر پیش کرتے ہیں۔ اگر یہ ہو رہی ہے تو دھاروں میں ایسیٹیٹ اور امونیم بھی ہونے چاہییں، اور میتھین کے کاربن آئسوٹوپس پر اس کا نشان ہونا چاہیے۔ وہ اپنے ماڈل کی حدود پر زور دیتے ہیں: صرف ایک قسم کا خمیر کرنے والا جرثومہ، سمندری تہہ سے دھاروں تک کے سفر کی کوئی سمیولیشن نہیں، غذائی اجزا کو کافی فرض کیا گیا — اور یہ حقیقت کہ بے جان کیمیا بھی یہی گیسیں پیدا کر سکتی ہے۔