همه سیالات در دما و فشار معینی به نقطه بحرانی می رسند؛ اگر دما و فشار از نقطه بحرانی بالاتر رود، دیگر مرز بین فاز مایع و گاز قابل تشخیص نخواهد بود. دی اکسیدکربن در دمای 31 درجه سانتی گراد و فشار 74 بار (74 برابر فشار جو زمین در سطح دریا) به نقطه بحرانی می رسد. دمای ۳۱ درجه آن قدرها هم داغ نیست، اما فشار 74 بار تقریبا معادل فشاری است که در عمق 800 متری از سطح اقیانوس احساس می شود.

حال، دانشمندان با این پرسش مواجه هستند که آیا در مجاورت دی اکسیدکربن فوق بحرانی امکان شکل گیری حیات وجود دارد. دی اکسیدکربن به طور معمول حلال مناسبی برای شکل گیری حیات نیست، اما خواص شیمیایی و فیزیکی آن به طور چشمگیری در مرحله فوق بحرانی تغییر می کند.

دی اکسیدکربن در بالاتر از نقطه بحرانی براحتی با ترکیبات آلی مختلف ترکیب می شود، در مجموعه ای از واکنش های سنتز آلی شرکت می کند و حتی مشاهده شده به عنوان یک حلال باعث فعال شدن بعضی از باکتری ها و آنزیم هایی می شود که در مجاورت آن قرار گرفته است.

خواص زیستی دی اکسیدکربن فوق بحرانی نه تنها در جستجوی فرازمینی ها موثر است، بلکه به توضیح زیستگاه های ناشناخته روی زمین هم کمک می کند. برای مثال، مشاهده شده در تجمعات زیر سطحی دی اکسیدکربن مایع در اقیانوس ها یک نوع زیستگاه میکروبی وجود دارد، یعنی این میکروب ها حداقل بعضی از خواص زیستی دی اکسیدکربن فوق بحرانی را به کار می گیرند.

از آنجا که دی اکسیدکربن یک ترکیب رایج در اتمسفر سیارات همسایه مانند ناهید و مریخ است، انتظار می رود دی اکسیدکربن فوق بحرانی از نظر زیستی در این سیارات حائزاهمیت باشد. برای مثال، سیاره ناهید را در نظر بگیرید. این سیاره تقریبا به اندازه زمین بوده و فشار جو آن که غالبا از دی اکسیدکربن تشکیل شده ۹۲ بار بیشتر از فشار جو زمین است.

در برهه ای از زمان، ناهید در بخش قابل سکونت منظومه شمسی واقع شده بود، یعنی در سطح آن آب مایع در حالت پایدار یافت می شد. از این رو، تصور می شود سیاره ناهید در گذشته زیست پذیر بوده، اما بعد تحت تأثیر گازهای گلخانه ای دمای سیاره تا حد زیادی بالا رفت.

در دورانی که ناهید دارای زیست کره بوده، بعید است حیات در مجاورت دی اکسیدکربن فوق بحرانی به عنوان حلال به جای آب ادامه پیدا کرده باشد، اما شاید بتوان بعضی از بقایای آلی آن دوران را در این سیاره جستجو کرد. اهمیت دی اکسیدکربن فوق بحرانی فقط به ناهید محدود نمی شود.

سیارات فراخورشیدی بسیاری کشف شده که بارها از زمین بزرگ تر هستند و به طور حتم در چنین محیط های پرفشاری دی اکسیدکربن فوق بحرانی یافت می شود. گرچه سیالات فوق بحرانی به علت کاربردهایی که در بیوشیمی و بیوتکنولوژی دارند همواره مورد مطالعه بوده اند، اکنون دانشمندان درصددند با رویکردی نوین به این سیالات نگاه کنند.

منبع: Airspacemag / مترجم: صدف دژآلود