خاص‌ترین رخدادهای علمی سال 2021 به انتخاب نشنال‌ جئوگرافیک

سال 2021 مملو از اکتشافاتی هیجان‌انگیز بود که هریک به نوبه خود شگفتی‌های فراوانی به همراه داشتند. در این مقاله قصد داریم نگاهی گذرا به 21 کشف عجیب بیندازیم.

لمس مریخ

دو کاوشگر رباتیک امسال روی سطح قرمز رنگ مریخ فرود آمدند: مریخ‌نورد «استقامت» ناسا و مریخ‌نورد «Zhurong» چین. هردو قصد دارند تا با کاوش در سطح این سیاره، زندگی گذشته آن را مورد مطالعه قرار دهند. استقامت، غوطه‌ور شدن خطرناک در جو مریخ را پشت سر گذاشت و در 18 فوریه چرخ‌های خود را بر روی سطح این سیاره غبارآلود قرار داد. مریخ‌نورد ژورنگ چین در 14 مه از این روند پیروی کرد و اولین فرود این کشور در سیاره دیگری را رقم زد.

• 

در طول سال، ناسا به رفع محدودیت‌های علمی و فناوری ما در مریخ ادامه داد. در 19 آوریل، هلیکوپتر «نبوغ» که به بر روی استقامت سوار شده بود، برای مدت کوتاهی بالای سطح سیاره سرخ به پرواز درآمد و اولین پرواز کنترل شده بشری در دنیایی دیگر را به ثبت رساند. روز بعد، یکی از ابزارهای مریخ‌نورد مقداری از جو غنی از دی‌اکسیدکربن مریخ را برای اولین به اکسیژن تبدیل کرد و از یک فناوری جدید رونمایی کرد که می‌تواند برای ایجاد سوخت یا هوای قابل تنفس برای فضانوردان آینده مورد استفاده قرار گیرد. سپس در سپتامبر، استقامت اولین نمونه از مریخ را جمع‌آوری کرد که برای مطالعه به زمین بازگردانده شد. «نینا لانزا» دانشمند سیاره‌شناس آزمایشگاه ملی «لوس آلاموس» گفت: «این نمونه دانسته‌های ما از مریخ را متحول خواهد کرد.»

تکمیل پازل شجره نامه انسان

کشف یک جفت فسیل، پیچیدگی‌های بیشتری به شاخه‌های درهم تنیده درخت نسل انسان اضافه می‌کند. اولی، جمجمه‌ای است که به‌طرز خیره‌ کننده‌ای در چین یافت شد. این جمجمه نزدیک به 90 سال در ته یک چاه متروکه پنهان شده بود. تجزیه و تحلیل‌های علمی گزارش دادند که این جمجمه حداقل 146000 سال قدمت دارد و ترکیب عجیبی از ویژگی‌های باستانی و مدرن است. این جمجمه متعلق به گونه‌ای شبه‌انسان است – حتی بیشتر از نئاندرتال‌ها به انسان شباهت دارد. برخی از محققان بر این باورند که جمجمه ممکن است نمایانگر گونه جدیدی از انسان به نام «هومولونگی» یا مرد اژدها باشد. اما این تجزیه و تحلیل باعث شروع بحث‌هایی شد و برخی از دانشمندان شباهت‌های عجیبی را میان مرد اژدها و گونه «دنیسووان‌‌‌» مرموز مشاهده کرد – گروهی که اصطلاحا خواهر نئاندرتال‌ها نامیده می‌شود.

• 

همچنین در ماه ژوئن یک تیم جداگانه از کشف قطعات جمجمه و فک در اسرائیل خبر داد که ترکیبی از ویژگی‌های خیره‌کننده به همراه داشت. بقایای این کشف حدود 140000 تا 120000 سال قدمت دارند. با توجه به بقایای معدودی که تا به امروز پیدا شده است، تیم دانشمندان تصمیم گرفت این گونه را، به عنوان گونه‌ای جدید بشناسد.

اولین تائید سازمان غذا و دارو آمریکا برای واکسن کرونا

• 

واکنش‌ها به همه‌گیری ویروس کرونا در 23 اوت، زمانی که سازمان غذا و داروی ایالات متحده تائیدیه کامل نظارتی را برای واکسن فایزر اعطا کرد، به نقطه عطف بزرگی در این قرن تبدیل شد. در آن روز تیتر خبرها نشان می‌داد که یک قدم به ایجاد تغییر در مسیر این بیماری نزدیک شده‌ایم. «لیانا ون» پزشک اورژانس و استاد بهداشت عمومی دانشگاه «جورج واشنگتن» در آن زمان گفت: «تائیدیه کامل ارائه شده از سوی این سازمان، سبب کاهش نگرانی‌ها برای افرادی که مردد به دریافت واکسن هستند، می‌شود.» آن‌ها پیش‌بینی کردند که این امر راه را برای شرکت‌ها و مدارس هموار می‌کند تا به زندگی عادی خود بازگردند.

تکمیل ژنوم انسان

• 

بیش از دو دهه پیش، دانشمندان با اعلام اولین پیش‌نویسی از توالی ژنوم انسان، سروصدای زیادی به راه انداختند. اما این پیش‌نویس هنوز ناقص بود. حتی پس از سال‌ها تلاش برای پر کردن شکاف‌های موجود، حدود 8% از کد ژنتیکی ما هنوز یافت نشده بود. در ماه می، تیمی متشکل از 99 محقق آنچه را «اولین توالی واقعا کامل ژنوم انسان» می‌نامند، جمع‌آوری کردند که شامل 3.055 میلیارد جفت در 23 کروموزم است. این مطالعه که هنوز توسط گروه‌های دیگری مورد بررسی قرار نگرفته است، نزدیک به 200 میلیون جفت پایه و اصلاحات متعدد را به آنالیزهای ژنوم قبلی اضافه می‌کند – از جمله پر کردن قسمت‌های مرموز که سرشار از تکرار ژنتیکی است. این تحقیق دستاورد مهمی را نشان می‌دهد. اما هنوز کارهای بیشتری برای انجام دادن وجود دارد: دانشمندان هنوز باید کروموزم Y را به‌طور کامل توالی‌یابی کنند.

سرنخ‌های جدید در مورد اولین انسان‌ها در قاره آمریکا

بین 23 تا 21 هزار سال پیش، نوجوانی در نزدیکی سواحل دریاچه‌ای باستانی در پارک ملی «وایت سندز» نیومکزیکو کنونی بر روی شن‌های خیس قدم می‌زد. آثار فسیل شده از این نوجوان تئوری‌های اولین حضور انسان در قاره آمریکا را زیر سوال برده است. این آثار که در ماه سپتامبر در مجله «ساینس» توضیح داده شد، مربوط به زمانی است که دانشمندان فکر می‌کنند یخچال‌های طبیعی مرتفع مسیر عبور انسان از آسیا به این قاره را مسدود کرده بودند.

• 

دانشمندان پس از بحث بسیار به این نتیجه رسیدند که انسان‌ها در حدود 21000 سال پیش – و شاید اندکی پیش از آن – برای اولین بار پا به امریکای شمالی گذاشته‌اند.

واکسن مالاریا

سازمان جهانی بهداشت واکسن مالاریا را برای اولین بار در ماه اکتبر تائید کرد و رونمایی گسترده از آن آغاز شد. مالاریا توسط یک انگل ایجاد می‌شود که از طریق نیش پشه‌های آلوده در بدن پخش می‌شود. این بیماری می‌تواند سبب تب بالا و علائمی شبیه آنفولانزا شود که در صورت شدت یافتن مرگ را به همراه دارد. در سال 2020 حدود627000 نفر بر اثر مالاریا جان باخته‌اند که نزدیک به 80% آن‌ها کودکان زیر 5 سال بودند.

• 

واکسن تائید شده «Mosquirix» در آزمایشات بالینی حدود 56% کارایی داشت. با اینکه این واکسن هنوز نمی‌تواند جای سایر روش‌های پیشگیری مانند توری و اسپری ضد حشره را بگیرد، اما شروع بسیار خوبی محسوب می‌شود.

عرضه جهانی واکسن کرونا

• 

در دسامبر 2020 سرانجام واکسن کرونا عرضه جهانی خود را آغاز کرد. این دستاورد با ارائه تائیدیه سازمان غذا و داروی آمریکا بر واکسن فایزر و سپس جانسون-جانسون بود. مقیاس و فوریت استفاده از این واکسن بسیار بی‌سابقه بود. در مدت کوتاهی نیمی از جمعیت جهان این واکسن را دریافت کردند – بیش از هشت میلیارد دوز واکسن. اما نابرابری‌ها هنوز وجود دارند و تنها 6% از دوزهای دوم به مردم کشورهای کم درآمدتر تحویل داده شده است.

برخوردهای کیهانی

• 

یک میلیارد سال پیش، یک سیاهچاله با بقایای متراکم یک ستاره مرده – ستاره نوترونی – برخورد کرد و امواجی در بافت فضا-زمان به نام امواج گرانشی منتشر کرد. در ژانویه 2020 دانشمندان این امواج را مشاهده کردند. دانشمندان پیش از این در سال 2015 اولین امواج گرانشی ناشی از چرخش دو سیاهچاله با فاصله 1.3 میلیارد سال نوری به دور یکدیگر را گزارش کرده بودند. از آن زمان تاکنون بیش از 50 جفت سیاهچاله یا ستاره مورد بررسی قرار گرفته‌اند و امواج آن‌ها گزارش شده است. اما این اولین بار بود که امواج گرانشی از دو جسم متفاوت مورد تحلیل قرار می‌گرفت.

پیوند عضو خوک به انسان

در ماه اکتبر جراحان یک کلیه رشد یافته در خوک تغییر یافته ژنتیکی را به انسان پیوند زدند و این عضو به مدت 54 ساعت تحت نظر قرار گرفت تا عملکرد طبیعی آن تائید شود. این روش که در دانشگاه نیویورک انجام شد، اولین مورد مهم در زمینه پیوندهای خارجی – پیوند سلول، بافت یا اندام از غیرانسان به انسان است. در آینده خوک‌های دستکاری شده ژنتیکی می‌توانند منبعی پایدار از اندام‌هایی باشند که به شدت مورد نیاز بیماران مختلف است.

قدیمی‌ترین DNA توالی‌یابی شده

دانشمندان در ماه فوریه اعلام کردند که با استخراج اطلاعات از ماده ژنتیکی ماموت‌هایی که بیش از یک میلیون سال پیش می‌زیسته‌اند، قدیمی‌ترین DNA را توالی‌یابی کرده‌اند. رکورد قبلی برای قدیمی‌ترین DNA متعلق به اسبی با قدمت حدود هفتصد هزار سال بود.

• 

این ماموت در دهه 1970 توسط دیرینه‌شناس روسی «آندره شر» در سیبری یافت شد. قدمت یک دندان این ماموت به حدود پانصد تا هشتصد هزار سال پیش برمی‌گردد. درحالیکه دندان دیگر آن به حدودا یک میلیون سال پیش تعلق دارد. این امر به دانشمندان کمک می‌کند تا رازهای تکاملی گذشته را به صورت عمیق‌تری کشف کنند.

نشانه‌های سیارات خارج از کهکشان ما

یک ستاره دورافتاده در کهکشان «گرداب» در فاصله 28 میلیون سال نوری از ما ممکن است میزبان یکی از دورترین سیاراتی باشد که تاکنون پیدا کرده‌ایم. این ستاره با یک جسم بسیار متراکم، احتمالا یک ستاره نوترونی و یا یک سیاهچاله در مدارش می‌چرخد که گرانش آن چندان قوی است که مقداری از گاز ستاره را جدا می‌کند و مواد را تا زمانی که در اشعه ایکس می‌درخشد، فوق گرم نگه می‌دارد.

• 

در سال 2012، رصدخانه پرتو ایکس «چاندرا» ناسا این سیاره را درحالی یافت که تغییراتی در میزان پرتوها مشاهده شد. دانشمندان با بیان اینکه سیاره یافت شده به اندازه زحل است، آن را دورترین ستاره‌ای دانستند که تا به‌حال به دور ستاره‌ای در کهکشانی دیگر می‌چرخد.

شهر طلایی گمشده

برای هزاران سال، شن‌های مصر کلان شهری 3400 ساله را پنهان می‌کردند که توسط پدربزرگ «توت عنخ آمون»، آمون هتپ سوم، ساخته شده بود. در سپتامبر 2020 مجموعه‌ای از خیابان‌ها و ساختمان‌های پیچ در پیچ در غرب شهر اقصر کشف شد. این یافته می‌تواند پنجره‌ای جدید و مرموز رو به تاریخ مصر باستان باشد.

• 

پس از مرگ آمن هوتپ سوم، پسرش فرهنگ مصر با معطوف کردن ارادت خود به تنها یک خدا – خدای خورشید – دگرگون کرد. او پایتخت تبس را رها کرد و جایی که اکنون آن‌ را «شهر طلایی گمشده اقصر» می‌نامیم، بنا نهاد تا امروزه تبدیل به سفری در زمان برای تاریخ‌شناسان باشد.

نشانه‌هایی از شکست قوانین فیزیک

به نظر می‌رسد یک ذره زیراتمی در عالم درحال فعالیت است. در یک تلاش برجسته به نام آزمایش «Muon g-2» دانشمندان شواهدی یافته‌اند که نشان می‌دهد ذره میون – ذره‌ای سنگین‌تر از الکترون – از قوانین شناخته شده فیزیک تبعیت نمی‎‌کند.

• 

این آزمایش که در آزمایشگاه شتاب‌دهنده ملی «فرمی» انجام شد، ارتعاشات چرخش میون را اندازه‌گیری کرد. تجزیه و تحلیل‌ها نشان داد که میون اندکی بیشتر از حد انتظار ارتعاش می‌کند. همین مسئله سبب شد تا دانشمندان به حضور ذرات دیگری که هنوز برای ما شناخته شده نیستند، شک کنند.

اولین تصویر واضح از یک قرص درحال تشکیل ماه

در یک منظومه ستاره‌ای جوان که در حدود 400 سال نوری از ما فاصله دارد، یک قرص مه‌آلود به دور یک سیاره گازی غول‌ پیکر می‌چرخد و ممکن است قمرهایی در حال ساخت داشته باشد. کشف جدید که در ماه ژوئیه فاش شد، اولین نگاه واضح به حلقه‌ای از یخ و سنگ است که از آن قمرها می‌توانند تشکیل و به عنوان یک قرص دور سیاره شناخته شوند. منظومه ستاره‌ای که این دیسک در آن یافت شد، میزبان تنها دو سیاره است که هنوز در مراحل ابتدایی خود هستند و تنها شش میلیون سال پیش شکل گرفته‌اند. این یافته به دانشمندان بینشی نادر در زمینه شکل‌گیری اولیه جهان‌ها می‌دهد.

کشف فسیل در یک عملیات پلیسی

• 

پلیس برزیل در سال 2013 با کشف هزاران تخته سنگ آهکی که قاچاقچیان قصد داشتند از کشور خارج کنند، موفق به کشف یک انبار فسیلی شد. این صخره‌ها مملو از آثاری از موجودات منقرض شده‌ای بودند که میلیون‌ها سال پیش می‌زیستند. اما یکی از آن‌ها اخیرا توجه دانشمندان را به خود جلب کرد: فسیل یک خزنده بالدار با منقاری همانند منقار پرندگان و برآمدگی نوک تیز.

این فسیل اولین اسکلت تقریبا کامل از گونه «پتروسور Tupandactulus navigans» است که حدود 110 میلیون سال پیش منقرض شد.

زلزله 32 ساله

یک زلزله ناشناخته به مدت 32 سال در زیر سطح جزیره «سوماترا» در اندونزی رخ داده است. برای چندین دهه، دانشمندان تنها از لرزش وحشتناکی اطلاع داشتند که باعث شده بود سونامی بزرگی در سواحل این جزیره رخ دهد و هزاران نفر را بکشد. این زلزله 8.5 ریشتر بود و در سال 1861 شروع شد. دانشمندان با مطالعه حرکات زمین که توسط مرجان‌ها ثبت شده بود، دریافتند این زلزله برای مدتی طولانی در حال رخ دادن بوده است.

• 

این نوع زمین لرزه‌ها که به عنوان رویدادهای آهسته لغزش شناخته می‌شوند، تنها در اواخر دهه 1990 کشف شدند. این کشف به دانشمندان کمک می‌کند تا زمین لرزه‌هایی که منجر به زلزله‌های مرگبار می‌شوند را، رمزگشایی کنند.

قدیمی‌ترین اثر هنری حیوانات جهان

براساس مطالعه‌ای که در ماه ژانویه در مجله «ساینس» به چاپ رسید، طرحی 45500 ساله از یک خوک کوچک درحال تماشای دو موجود دیگر که در حال دعوا هستند، عنوان قدیمی‌ترین اثر هنری جهان را به خود اختصاص داد. این موجودات با رنگ قرمز بر روی دیوار غاری در جزیره «سولاوسی» اندونزی ترسیم شده‌اند. محققان با تجزیه و تحلیل مواد معدنی که در پای عقبی یکی از حیوانات ترسیم شده قرار داشت، توانستند سن آن را تخمین بزنند.

• 

بزرگترین دنباله‌دار مشاهده شده

در ماه ژوئن اخترشناسان تائید کردند که یک لکه درخشان مرموز که در آسمان درحال حرکت است، یک دنباله‌دار عظیم است – بزرگترین دنباله‌داری که تاکنون کشف شده است. این دنباله‌دار که «برناردینلی-برنشتاین» نام دارد، حدود 93 مایل عرض دارد – نام آن از نام کشف کننده‌هایش برداشته شده است. این دنباله‌دار اکنون 2.7 میلیارد مایل از خورشید فاصله دارد و یکی از معدود سنگ‌های فضایی یخی است که دانشمندان تاکنون مشاهده کرده‌اند که از ابر «اورت» - خوشه‌ای پیش‌بینی شده از اجرام یخ‌زده – به سمت ما می‌آید.

• 

این دنباله‌دار در 21 ژانویه 2031 در نزدیکترین فاصله خود به زمین قرار خواهد کرد – کمی دورتر از مدار زحل. اخترشناسان گمان می‌کنند درخشش آن به حدی باشد که بتوان با یک تلسکوپ معمولی آن را رصد کرد.

قدیمی‌ترین دفن انسان در آفریقا

در کمتر از 10 مایلی سواحل سرسبز خط ساحلی کنیا، دانشمندان بقایای کودکی را کشف کردند که حدود 78000 سال پیش دفن شده است و به عبارت دیگر قدیمی‌ترین دفن انسانی است. این کودک که دو یا سه سال سن داشته است، 10 فوت زیر خاک و در یک غار به نام «پانگایاسعیدی» یافت شده است.

• 

نئاندرتال‌های هنرمند

تکه‌های بریده شده استخوان کوچکی از یک حیوان سم‌دار بزرگ سبب شد تا دانشمندان تصور کنند نئاندرتال‌ها در تلاش برای ثبت اثری هنری بر روی استخوان‌ بوده‌اند. این تکه استخوان در حدود 51000 سال قدمت دارد – حتی بیشتر از زمانی که اولین انسان‌های خردمند ردی از خود در زمین به جای گذاشته‌اند.

این کشف شواهدی را در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد که نئاندرتال‌ها توانایی تفکر نمادین داشته‌اند. «توماس تربرگر» باستان‌شناس در دانشگاه «گوتینگن» و نویسنده مقاله مرتبط با این کشف می‌گوید: « شروع تفکر انتزاعی، تولد هنر است. آیا بستگان ما با هدف ثبت اثری هنری دست به تراشیدن این استخوان زده‌اند؟»

• 

جان سخت‌ترین‌های کره زمین پس از 24000 سال احیا شدند

حدود 24000 سال پیش، زمانی که هنوز ماموت‌های پشمالو در سطح زمین پرسه می‌زدند، گروهی از موجودات میکروسکوپی در یخ‌های همیشگی سیبری یخ زدند – و دانشمندان اخیرا موفق به احیای آن‌ها شده‌اند. این موجودات نوعی روتیفر هستند که جان‌ سخت‌ترین موجودات کره زمین نامیده می‌شوند. آن‌ها می‌توانند از کمبود آب، اکسیژن کم، گرسنگی، تشعشع و دمای انجماد جان سالم به در ببرند. دانشمندان موفق شدند تا پس از احیای این موجودات، آن‌ها را از طریق تولید مثل غیرجنسی تکثیر دهند.