به لطف دهه‌ها کاوش مریخ به وسیله مدارگردها، مریخ‌نوردها و کاوشگرهای رباتیک، اکنون محققان مطمئن‌اند که در مریخ باستانی میلیاردها سال قبل، آب مایع جاری بوده است.
اما هنوز سوال‌های زیادی در این مورد وجود دارد که نیاز به توضیحاتی قانع کننده دارند؛ اینکه آیا این آب‌ها به طور دائم جریان داشته‌اند یا اینکه مقطعی بوده‌اند. به عبارت دیگر، آیا محیط مریخ میلیاردها سال قبل گرم و مرطوب بوده یا بیش از اکنون، سرد و یخی بوده است؟
برای پاسخ به سوالات باید به ماهیت سطح مریخ و جو آن رجوع کنیم. براساس مطالعه‌ی جدیدی که توسط محققان دانشگاه براون در پراویدنس رود آیلند، آمریکا، انجام گرفته، ممکن است که هر دو مورد زمانی در مریخ وجود داشته‌اند.
اساسا، مریخ باستانی می‌توانسته، سطح یخی زیادی داشته باشد که دوره‌های ذوبی را سپری کرده‌اند و آب مایع کافی برای جریان یافتن در دره‌ها و دریاچه‌های باستانی را فراهم می کرده‌اند.
اشلی پالومبو، دانشجوی دکترای دپارتمان زمین، محیط زیست و علوم سیاره‌ای دانشگاه براون و همکارانش به همراه جیم هد و پرفسور رابین وردورث از دانشگاه هاروارد در این مطالعه جدید مشارکت داشته‌اند.
پالومبو و همکارانش در این مطالعه به دنبال ارتباطی بین مریخ مرطوب و گرم و مریخ کنونی که سرد و یخی است، بوده‌اند. چیزی که این محققان موفق به اثباتش شدند، این است که مریخ باستانی با یخچال‌های خود به تدریج منجمد شده است. در دوره‌های اوج گرما، یعنی در روزهای تابستانی، این یخچال‌ها ذوب شده‌اند و میزانی آب مایع به جریان افتاده است.
آن‌ها نتیجه گرفته‌اند که این میزان ذوب آب می‌تواند به خوبی توضیح دهنده رسوبات و ویژگی‌هایی باشد که اکنون در سیاره‌ی سرخ مشاهده می‌کنیم. نکته قابل توجه اینکه، این جریان‌های آب می‌توانسته‌اند، دره‌هایی را به وجود بیاورند که اکنون در نواحی جنوبی مریخ قابل مشاهده هستند.
پالومبو در کنفرانس خبری دانشگاه براون در این مورد گفته است که چنین آب و هوایی پویایی می‌تواند در زمین هم اتفاق بیفتد.
اشلی پالومبو، گفت:
چنین چیزی را می‌توانیم در دره‌های خشک قطب جنوب هم مشاهده کنیم، جایی که تفاوت دما در فصول مختلف، حتی با وجود سرمای منجمده کننده؛ موجب پدید آمدن دریاچه‌ها می‌شود. ما در مطالعه‌ی خود قصد داشتیم ببینیم، آیا چنین امکانی در مریخ باستانی هم وجود داشته است.
این محققان برای اثبات این موضوع، ارتباطی بین مدل‌های جوی و شواهد زمین شناختی مریخ برقرار کرده‌اند.
آن‌ها در مدل‌سازی خود تخمین زده‌اند که در 4 میلیارد سال قبل، جو مریخ از دی اکسید کربن (همچون امروز) تشکیل شده بود و میزان نور خورشید نسبت به اکنون ضعیف‌تر بوده است. با توجه به این مدل شبیه‌سازی شده، آن‌ها دریافته‌اند که مریخ در مجموع در روزهای اولیه پدید آمدنش، سرد و یخی بوده است.
این محققان همچنین متوجه برخی تفاوت‌ها در مریخ باستانی 4 میلیارد سال قبل شده‌اند که شامل، حضور لایه‌های ضخیم جو بوده که موجب پدید آمدن تاثیر گلخانه‌ای شده است. در چنین سناریویی، نور خورشید پس از نفوذ در جو سیاره و جذب شدن توسط سطح آن، به‌صورت گرما از سطح آن منعکس می‌شود. اما انبوه کربن دی‌اکسید جو، این گرما را به دام انداخته و از رها شدن آن در فضای بیرونی جلوگیری می‌کند. این جذب اضافی گرما که اثر گلخانه‌ای نام دارد، احتمالا می‌توانسته، میانگین گرمای سیاره‌ی سرخ را بالا برده باشد. از آنجایی که دانشمندان نمی‌توانند، میزان ضخامت جو مریخ بین 4.2 تا 3.7 میلیارد سال قبل را تخمین بزنند، پالومبو و همکارانش به این منظور مدل‌سازی هایی را انجام داده‌اند.
آن‌ها همچنین تغییرات مداری مریخ باستانی را محاسبه کرده‌اند که شامل برخی گمانه‌زنی‌ها هم می‌شود. این محققان احتمالات مختلفی را مورد بررسی قرار دادند که شامل محور چرخشی مختلف سیاره و درجات مختلف خروج از مرکز می‌شود. این مدل‌سازی می‌تواند، میزان نور خورشیدی که به هر یک از نیمکره‌های این سیاره می‌رسد را محاسبه کند که می‌توانسته به نوبه خود، تغییرات فصلی را در پی داشته باشند.
در نهایت، این مدل احتمالات مختلفی را در اختیار محققان قرار می‌دهد که در آن نواحی یخی نزدیک به دره‌ها در ارتفاعات نیمکره‌ی جنوبی قرار می‌گرفته‌اند. با وجودی که دمای متوسط سالانه سیاره در این شرایط از انجماد هم پایین‌تر است، اما دمای هوا در اوایل تابستان افزایش می‌یافته است. اما موردی که باید در این مدل‌سازی به آن به درستی پاسخ داده می‌شد، میزان آبی بود که با ذوب یخ‌ها در دره‌ها جاری می‌شد.
خوشبختانه، در سال 2015، پروفسور جیم هد و الیوت روزنبرگ (محققانی از دانشگاه براون) مطالعه‌ای را انجام داده بودند که در آن میزان آب دره‌های مریخ را محاسبه کردند. پالومبو و همکارانش از این برآوردها به همراه برآوردهای دیگر تحقیقات بهره بردند و میزان احتمالی آب‌های روان و مدت زمان لازم برای پدید آمدن دره‌های مریخ را محاسبه کردند.
آن‌ها دریافتند که اگر مریخ دارای میزان تغییرات خروج از مرکز مداری 0.17 (در مقایسه با میزان فعلی آن 0.0934) باشد، شیب محوری 25 درجه (در مقایسه با 25.19 درجه امروز) و فشار جوی 600 میلی بار (100 برابر آنچه امروز در مریخ مشاهده می شود)، حدود 33 هزار تا 1میلیون و 83 هزار سال برای ذوب آب‌های مورد نیاز برای تشکیل این دره‌ها زمان لازم است.
اما با درنظرگرفتن یک مدار دایره‌ای با تغییر محوری 25 درجه‌ای و جوی با فشار هزار میلی بار، این مدت زمان به 21 هزار تا 550 هزار سال کاهش می‌یابد. این میزان تغییرات خروج از محور مداری و شیب محوری، به خوبی در محدوده مداری ممکن مریخ باستانی قرار می‌گیرد. چنانچه هد در مطالعه خود نشان داده است، این مطالعه می‌تواند با شواهد جوی و جغرافیایی موجود از مریخ منطبق باشد.
پرفسور هد توضیح می‌دهد:
این مطالعه، فرضیه معتبری برای توضیح آب مایعی است که در اوایل شکل‌گیری مریخ در سطح این سیاره جریان یافته است، دقیقا به همان نحوی که در زمان ذوب‌های فصلی در دره‌ی خشک مک موردو در قطب جنوب اتفاق می‌افتد.
اما موضوع چگونگی وجود داشتن گرما و رطوبت در مریخ در دوره‌ای که نور خورشید نسبت به اکنون ضعیف‌تر بوده، موضوع مناقشه‌آمیزی است. در سال‌های اخیر، محققان فرضیه‌های متعددی در مورد نحوه گرم شدن سیاره‌ی سرخ مطرح کرده‌اند؛ از ابرهای سیروس تا انفجارهای دوره‌ای گازها زیر سطحی در مریخ.
سال گذشته بود که کاوشگر کریاسیتی ابرهای جالب‌توجهی را در آسمان مریخ مشاهده کرد. این ابرها شباهت عجیبی به ابرهای موسوم به سیروس دارند که ابرهایی نازک و مرتفع در زمین هستند، اما ابرهای مریخی در ارتفااعات کمتری مشاهده شده بودند. به گفته محققان، این احتمال وجود دارد که این ابرها در واقع بلورهای منجمد یخ باشند. البته این نخستین بار نبود که یک کاوشگر موفق به مشاهده چنین ابرهایی در مریخ می‌شد، پیش از این کاوشگر فونیکس در سال 2008 قادر به مشاهده چنین ابرهای رقیقی در افق مریخ شده بود.
مدارگرد اودیسه هم با استفاده از ابزارهای پیشرفته خود پیش از این موفق به کشف نشانه‌هایی از حضور آب در مریخ شده بود. محققان با بهره بردن از اطلاعات این مدارگرد نشانه‌هایی از وجود یخ‌های زیرسطحی را در مدار استوای مریخ یافته بودند. در واقع محققان موفق به یافتن شواهدی از هیدروژن در سطح مریخ شده بودند که احتمالا از زیرسطح این سیاره نشات می‌گرفته‌اند. به باور اخترشناسان، این گازها از منابع یخ زیرزمینی در مناطق اطراف استوای مریخ رها شده‌اند.
در حالی که آخرین تحقیقات انجام شده در مورد مریخ، کاملا به بحث میان «مریخ گرم و مرطوب» و «مریخ سرد و یخی» نپرداخته، اما شواهد قانع کننده‌ای وجود دارد که نشان می‌دهد، این دو سناریو به طور همزمان نمی‌توانسته‌اند وجود داشته باشند.
به هر حال، تایید وجود آب یخ در مریخ می‌تواند، عامل تعیین کننده‌ای برای انتخاب اولین کلونی زمینی‌ها در فضا باشد. حضور آب در مریخ باستانی همچنین می‌تواند نشان دهد که آیا سیاره‌ی سرخ قادر به جای دادن حیات در خود است یا خیر؟ در این مورد می‌توانیم به ماموریت کاوشگر مریخ ۲۰۲۰ خوش‌بین باشیم که می‌تواند نقش تعیین کننده‌ای داشته باشد. کاوشگر مریخ۲۰۲۰ دارای مته‌ای است که می‌تواند نمونه‌هایی را از سنگ و خاک مریخ جمع آوری کند. یک ماموریت دیگر هم می‌تواند این نمونه‌های جمع‌آوری شده را به زمین بازگرداند. کاوشگر مریخ ۲۰۲۰ گام رو به جلویی برای نه تنها کشف نشانه‌های شرایط قابل سکونت در مریخ باستانی خواهد بود، بلکه حتی می‌تواند نشانه‌هایی از حیات میکروبی را هم پیدا کند.
.
منبع: sciencealert
