نهاية عنيفة لمحيطات المريخ القديمة
لآلاف السنين، كان المريخ صحراء قاحلة ومتجمدة، وهو تناقض صارخ مع العالم الدافئ الرطب الذي يعتقد العلماء أنه كان كذلك في السابق. لقد حيرت مسألة كيف فقد الكوكب الأحمر محيطاته الشاسعة الباحثين لفترة طويلة. في حين أن الرياح الشمسية والهروب التدريجي من الغلاف الجوي كانتا المشتبه بهما الرئيسيين، تشير الأبحاث الجديدة الرائدة إلى سبب أكثر دراماتيكية: العواصف الترابية المريخية القوية والشائعة بشكل مدهش.
نشر العلماء، بقيادة الدكتورة إيلارا فانس من معهد علوم الكواكب في توكسون، أريزونا، النتائج في Science كشفت التطورات في 24 أكتوبر 2023، أنه حتى العواصف الترابية المحلية يمكن أن تقذف كميات كبيرة من بخار الماء إلى الغلاف الجوي للمريخ. وبمجرد وصولها إلى هناك، تتعرض لإشعاع الشمس القاسي، وتتفكك جزيئات الماء، مع هروب ذرات الهيدروجين إلى الفضاء. تقدم هذه الآلية منظورًا جديدًا مذهلاً لجفاف المريخ، مما يشير إلى أن ماضيه المائي لم يتلاشى فحسب، بل انفجر بنشاط في الكون.
الكشف عن طريق الهروب من الغلاف الجوي
قام فريق البحث بتحليل بيانات مكثفة من مهمة ناسا للغلاف الجوي للمريخ والتطور المتطاير (MAVEN) وتتبع الغاز المداري (TGO) التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، وهو جزء من ExoMars. برنامج. كان تركيزهم منصبًا على ملاحظات الغلاف الجوي التي تم إجراؤها أثناء أحداث الغبار العالمية والإقليمية على مدار عدة سنوات مريخية.
ما أذهل الدكتورة فانس وزملائها هو الكفاءة التي رفعت بها هذه العواصف جزيئات الماء إلى ارتفاعات غير مسبوقة. عادة، يقتصر بخار الماء إلى حد كبير على الغلاف الجوي السفلي، على ارتفاع أقل من 60 كيلومترًا (حوالي 37 ميلًا)، وذلك بسبب درجات حرارة الكوكب الباردة ودوران الغلاف الجوي. ومع ذلك، أثناء العواصف الترابية، تم الكشف عن وصول المياه إلى ارتفاعات تتجاوز 80 كيلومترًا (50 ميلًا)، وفي بعض الحالات تصل إلى 100 كيلومتر (62 ميلًا) فوق السطح.
د. وأوضح هيروشي ساتو، مؤلف مشارك من جامعة طوكيو، النتيجة الحاسمة لهذا الصعود: "عند هذه الارتفاعات الشديدة، يتضاءل الغلاف الجوي السفلي الواقي بشكل كبير، مما يترك جزيئات الماء عرضة للأشعة فوق البنفسجية الشديدة القادمة من الشمس. هذه العملية، المعروفة باسم التحلل الضوئي، تقسم الماء (H2O) إلى ذرات الهيدروجين والأكسجين المكونة له. يمكن لذرات الهيدروجين الأخف، مع سرعاتها الحرارية الأعلى، تحقيق سرعة الإفلات والنزيف. إلى الفضاء بين الكواكب. حتى العواصف الترابية الأصغر نسبيًا والأكثر محلية، والتي تحدث بتواتر أكبر بكثير، تبين أنها فعالة بشكل ملحوظ في نقل بخار الماء إلى الأعلى.
يقول الدكتور فانس: "كنا نعلم دائمًا أن العواصف الترابية الكبيرة لعبت دورًا، ولكن تأثير هذه الأحداث الإقليمية الأكثر شيوعًا تم الاستهانة به إلى حد كبير". "وهذا يعني أن معدل فقدان الماء من المريخ بسبب الهروب من الغلاف الجوي ربما كان أعلى بكثير وأكثر استمرارية طوال تاريخه مما اقترحته نماذجنا السابقة." على مدى مليارات السنين، يمكن أن يكون هذا الانفجار العرضي المستمر مسؤولاً عن جزء كبير من المياه المفقودة في المريخ، مما يرسم صورة لكوكب يجف ليس فقط بشكل تدريجي، ولكن من خلال الاضطرابات الجوية العنيفة.
الآثار المترتبة على الصالحية للسكن والاستكشاف المستقبلي
هذا الفهم المنقح له آثار عميقة على نظرياتنا حول قابلية المريخ القديمة للسكن. ولو تمت إزالة المياه بسرعة أكبر وبعنف، فربما كانت الفرصة المتاحة لنشوء الحياة وازدهارها على السطح أقصر مما كان مفترضًا في السابق. كما أنها تعمل على تحسين بحثنا عن الأماكن التي قد لا يزال من الممكن العثور فيها على الجليد المائي المتبقي، ربما في أعماق الأرض، محمية من طرق الهروب الجوية هذه.
علاوة على ذلك، تعد هذه النتائج حاسمة بالنسبة للمهمات البشرية المستقبلية إلى المريخ. يعد فهم ديناميكيات الغلاف الجوي للكوكب، بما في ذلك النقل المائي، أمرًا حيويًا للتنبؤ بأنماط الطقس، وحماية المركبات الفضائية، وتحديد الفرص المحتملة لاستخدام الموارد في الموقع (ISRU)، مثل استخراج المياه للوقود أو دعم الحياة. يكشف الكوكب الأحمر، الذي كان في السابق عبارة عن رخام أزرق، عن تاريخ ليس من الجفاف الهادئ، بل من الاضطرابات الجوية المثيرة، مما يقدم رؤى مهمة بينما تستعد البشرية لإرسال مستكشفين إلى سطحه.
