الماء على المريخ: الاستكشاف والأدلة

نيوتن كريتر

(مصدر الصورة: NASA / JPL-Caltech / جامعة أريزونا)



قد يستمر تدفق المياه السائلة على سطح المريخ ، لكن هذا لا يعني أنه من السهل اكتشافها. استغرق البحث عن الماء على الكوكب الأحمر أكثر من 15 عامًا لإظهار علامات قاطعة على أن السائل يتدفق على السطح اليوم. ومع ذلك ، ربما تكون الأنهار والمحيطات قد غطت الأرض في الماضي. أين ذهب كل الماء السائل؟ لماذا ا؟ كم بقي منها؟



تشير ملاحظات الكوكب الأحمر إلى أن الأنهار والمحيطات ربما كانت سمات بارزة في تاريخه المبكر. منذ مليارات السنين ، كان كوكب المريخ عالماً دافئاً ورطباً يمكن أن يدعم الحياة الميكروبية في بعض المناطق. لكن ال كوكب أصغر من الأرض ، بجاذبية أقل وجو أرق. بمرور الوقت ، مع تبخر الماء السائل ، يتسرب المزيد والمزيد منه إلى الفضاء ، مما يسمح لسقوط القليل منه على سطح الكوكب.

أين الماء اليوم؟

يبدو أن الماء السائل يتدفق من بعض المنحدرات الحادة والدافئة نسبيًا على سطح المريخ. تم تحديد الميزات المعروفة باسم خط المنحدر المتكرر (RSL) لأول مرة في عام 2011 في الصور التي التقطتها كاميرا عالية الدقة لتجربة علوم التصوير (HiRISE) على متن مركبة استطلاع المريخ المدارية (MRO). تم التأكد من أن الخطوط الداكنة ، التي تظهر بشكل موسمي ، هي علامات تدل على وجود مياه مالحة تتدفق على سطح الكوكب.



قال أحد أعضاء فريق البحث لموقع ProfoundSpace.org في عام 2012: 'إذا كان هذا صحيحًا ، فقد يمثل RSL على المريخ تعبيرًا سطحيًا عن نظام تصريف مستمر أكثر أهمية بكثير على المنحدرات الشديدة في خطوط العرض الوسطى'.

في عام 2015 ، أدى التحليل الطيفي لـ RSL العلماء إلى استنتاج أنها ناتجة عن ماء سائل مالح. [موضوع ذو صلة: تدفقات المياه المالحة على المريخ اليوم ، مما يزيد من احتمالات الحياة]

قال المؤلف الرئيسي للدراسة ، Lujendra Ojha ، من معهد جورجيا للتكنولوجيا في أتلانتا ، في بيان . يبدو أن رواسب هائلة من المياه محاصرة داخل القمم الجليدية في القطبين الشمالي والجنوبي للكوكب. في كل صيف ، مع ارتفاع درجات الحرارة ، تتقلص القبعات قليلاً مع انتقال محتوياتها مباشرة من الحالة الصلبة إلى الغازية ، ولكن في الشتاء ، تتسبب درجات الحرارة الأكثر برودة في نموها إلى خطوط عرض منخفضة تصل إلى 45 درجة ، أو في منتصف الطريق إلى خط الاستواء. يبلغ متوسط ​​سمك القمم ميلين (3 كيلومترات) ، وإذا ذابت تمامًا ، يمكن أن تغطي سطح المريخ بحوالي 18 قدمًا (5.6 مترًا) من الماء.



كما توجد مياه مجمدة تحت السطح. اكتشف العلماء لوح من الجليد بحجم كاليفورنيا وتكساس مجتمعة في المنطقة الواقعة بين خط الاستواء والقطب الشمالي للكوكب الأحمر. لطالما اشتبه في وجود المياه الجوفية ، لكنه تطلب ظهور فوهات غريبة الطبقات لتأكيد ذلك. قد تحتوي مناطق أخرى من الكوكب على مياه مجمدة أيضًا. يبدو أن بعض مناطق خطوط العرض العالية تتباهى بأشكال أرضية منقوشة قد تكون قد تشكلت كتربة صقيعية في التربة تتجمد وتذوب بمرور الوقت.

التقطت المركبة الفضائية Mars Express التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية صورًا لصفائح من الجليد في قيعان الحفر الباردة والمظللة ، مما يشير إلى أن المياه السائلة يمكن أن تتجمع في ظل ظروف مناسبة. وحُفر أخرى حددتها وكالة ناسا مركبة استطلاع المريخ إظهار تجميع مماثل.

ظهرت الأدلة على وجود الماء على المريخ لأول مرة في عام 2000 ، مع ظهور أخاديد تشير إلى أصل سائل. كان تشكيلهم محل نقاش ساخن على مدى السنوات التي تلت ذلك.



لكن لا يعتقد الجميع أن المريخ يحتوي على الماء اليوم. يكشف بحث جديد أن RSL ربما تكون قد تشكلت بالفعل عن طريق التدفقات الحبيبية التي شكلتها حركة الرمال والغبار.

وقال المؤلف الرئيسي كولين دونداس في بيان 'لقد فكرنا في RSL على أنها تدفقات محتملة للمياه السائلة ، لكن المنحدرات تشبه إلى حد كبير ما نتوقعه بالنسبة للرمل الجاف'. هذا الفهم الجديد لـ RLS يدعم الأدلة الأخرى التي تظهر أن المريخ اليوم جاف جدًا.

ربما تكون هذه الفكرة قد تلاشت بسبب الاكتشاف الأخير لبحيرة تحت سطح الأرض بالقرب من القطب الجنوبي للمريخ.

بحيرة جوفية؟

تسبب الباحثون في دفقة كبيرة عندما أعلنوا أن المريخ ربما يختبئ بحيرة أسفل قطبه الجنوبي. استخدمت المركبة الفضائية الأوروبية Mars Express رادار المريخ المتقدم الخاص بها من أجل السبر تحت السطحي والأيونوسفير (MARSIS) لاكتشاف المياه المقترحة. أرسل الرادار المخترق للأرض نبضات رادار إلى السطح ، ثم حدد الوقت الذي يستغرقه انعكاسها. تؤثر خصائص الطبقات تحت السطحية على الوقت الذي تستغرقه الحزم في العودة.

كشف تحقيق مارسيس أن القطب الجنوبي للمريخ يتكون من طبقات متعددة من الجليد والغبار على عمق حوالي ميل واحد (1.5 كيلومتر) موزعة على منطقة بعرض 124 ميلاً (200 كيلومتر).

قال روبرتو أوروساي ، الباحث الرئيسي في تجربة مارسيس والمؤلف الرئيسي للبحث الجديد ، في بيان: 'هذا الشذوذ تحت سطح المريخ له خصائص رادار تطابق الماء أو الرواسب الغنية بالمياه'.

كما كشف مارسيس عن وجود بحيرة جوفية بين الجيوب. وفقًا لصدى الرادار ، لا يزيد عرض البحيرة عن 12.5 ميلاً (20 كم) ، مدفونة على بعد ميل تقريبًا تحت السطح. العلماء ليسوا متأكدين من عمق البحيرة ، لكنهم أكدوا أن عمق البحيرة لا يقل عن 3 أقدام (1 متر). وفقًا للباحثين ، يجب أن تحتوي البحيرة على ملح لمنعها من التجمد.

'هذه مجرد منطقة دراسة صغيرة واحدة ؛ وقال أوروساي إنه احتمال مثير أن نعتقد أنه يمكن أن يكون هناك المزيد من جيوب المياه الجوفية في أماكن أخرى ، لم يتم اكتشافها بعد.

ليس كل الباحثين متأكدين من وجود الماء السائل.

قال ستيف كليفورد ، باحث المريخ في معهد علوم الكواكب في أريزونا ، 'أعتقد أنها حجة مقنعة للغاية ، لكنها ليست حجة قاطعة أو قاطعة' أخبر موقع ProfoundSpace.org . 'هناك دائمًا احتمال وجود ظروف لم نتوقعها في قاعدة الغطاء وتكون مسؤولة عن هذا الانعكاس المشرق.'

منذ أكثر من ثلاثة عقود ، اقترح كليفورد أن المريخ يمكن أن يؤوي الماء السائل تحت قبعاته القطبية بنفس الطريقة التي تفعل بها الأرض. على الأرض ، تتشكل البحيرات تحت الصفائح الجليدية في القطب الجنوبي وجرينلاند عندما تذوب الحرارة من داخل الكواكب الأنهار الجليدية في بقع. أخبر كليفورد موقع ProfoundSpace.org أن سيناريو مماثل يمكن أن يحدث تحت القمم الجليدية القطبية المريخية.

قال جيم جرين ، كبير العلماء في ناسا ، في بيان . إنه بالتأكيد يستدعي مزيدًا من الدراسة. يجب متابعة خطوط أدلة إضافية لاختبار التفسير.

وقال جرين 'نأمل في استخدام أدوات أخرى لمزيد من الدراسة في المستقبل'.

في وسط هذا المنظر لمنطقة تقع شمال المريخ في منتصف خط العرض ، توجد فوهة جديدة يبلغ قطرها حوالي 6 أمتار (20 قدمًا) تعرض مادة ساطعة باللون الأزرق في هذه الصورة ذات الألوان الزائفة.

في وسط هذا المنظر لمنطقة تقع شمال المريخ في منتصف خط العرض ، توجد فوهة جديدة يبلغ قطرها حوالي 6 أمتار (20 قدمًا) تعرض مادة ساطعة باللون الأزرق في هذه الصورة ذات الألوان الزائفة.(مصدر الصورة: NASA / JPL-Caltech / University of Arizona [القصة الكاملة])

البحث عن واحة

عندما أصبحت Mariner 9 أول مركبة تدور حول كوكب آخر في عام 1971 ، بدا أن الصور التي أعادتها لأحواض الأنهار الجافة والأودية تشير إلى وجود الماء على سطح المريخ. الصور من مركبات الفايكنج المدارية عززت فقط فكرة أن العديد من التضاريس ربما تكونت عن طريق المياه الجارية. أشارت البيانات من مركبات الإنزال فايكنغ إلى وجود الماء تحت السطح ، لكن التجارب اعتبرت غير حاسمة. [استكشاف المريخ: Landers and Rovers منذ 1971 (Infographic)]

أوائل التسعينيات بدأ عددًا كبيرًا من بعثات المريخ . غمر العلماء ثروة من المعلومات حول المريخ. قامت ثلاثة مدارات تابعة لوكالة ناسا وواحدة أرسلتها وكالة الفضاء الأوروبية بدراسة الكوكب من الأعلى ، ورسم خرائط السطح وتحليل المعادن أدناه. اكتشف البعض وجود معادن ، مما يدل على وجود الماء. قامت بيانات أخرى بقياس كمية كافية من الجليد تحت السطحي لملئها بحيرة ميشيغان مرتين . ووجدوا دليلاً على وجود الينابيع الساخنة القديمة على السطح وأن هطول الأمطار المستمر يسقط مرة واحدة في بعض المناطق. ووجدوا بقعًا من الجليد داخل بعض الحفر العميقة.

تقدم الفوهات الصدمية إطلالة على الجزء الداخلي من الكوكب الأحمر. باستخدام Mars Express و Mars Reconnaissance Orbiter التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ESA ، تمكن العلماء من دراسة الصخور المنبعثة من باطن الكوكب ، وإيجاد المعادن التي تشير إلى وجود الماء.

قال نيكولاس مانجولد ، من جامعة نانت في فرنسا ، إن `` دوران المياه حدث على عمق عدة كيلومترات في القشرة الأرضية منذ حوالي 3.7 مليار سنة ''. بيان .

لكن المدارات لم تكن هي الأجسام الوحيدة التي أطلقت باتجاه المريخ. تعد مركبة كيوريوسيتي التابعة لوكالة ناسا خامس روبوت يهبط على سطح الكوكب الأحمر خلال الخمسة عشر عامًا الماضية. لقد أجرى كل من باثفايندر وفينيكس وسبيريت وأوبورتونيتي قياسات تفصيلية للكوكب. سافر الجميع باستثناء فينيكس عبر السطح لجمع كنز من المعلومات.

صور واحدة من فينيكس

صور إحدى دعامات فينكس التي التقطتها كاميرا الذراع الروبوتية للمركبة في سول (أو أيام المريخ) 8 و 31 و 44 من الانبعاث. يبدو أن الشكلين الكرويين المحاطين بالدائرة يندمجان مع بعضهما البعض ، وهو ما يجادل بعض علماء فينيكس بأنه علامة على أن الكرات هي ماء سائل.(رصيد الصورة: رينو وآخرون ، ناسا)

حفرت المجسات في الأرض ، وفحصت الصخور وأجروا التجارب. في عام 2008 ، اكتشف فينيكس قطعًا صغيرة من المواد اللامعة التي اختفت بعد أربعة أيام ، مما دفع العلماء إلى الاعتقاد بأنها كانت قطعًا من جليد الماء. وواصلت المسبار الكشف عن بخار الماء في عينة جمعتها وحللت ، مؤكدة وجود مياه مجمدة على الكوكب الأحمر.

عثرت المركبة المتجولتان 'سبيريت آند أوبورتيونيتي' على آثار للمياه محاطة بالصخور. في مثال ساطع لمشكلة تحولت إلى حل ، تحطمت عجلة مكسورة في سبيريت في الجزء العلوي من سطح المريخ ، لتكشف عن طبقة تحتها غنية بالسيليكا التي تشكلت على الأرجح في وجود الماء.

اكتشف الفضول المزيد من الأدلة على تدفق المياه على كوكب المريخ القديم. تدحرجت المركبة التي يبلغ وزنها طنًا واحدًا عبر مجرى تيار قديم بعد فترة وجيزة من هبوطها في أغسطس 2012 ، وفحصت عددًا من الصخور التي تعرضت لمياه سائلة منذ مليارات السنين.

بعثات المريخ ليست الطريقة الوحيدة للبحث عن الماء على المريخ. يدرس العلماء صخور مقذوفة من الكوكب الأحمر وجدت علامات على وجود الماء تحت السطح في الماضي.

قالت المؤلفة الرئيسية لورين وايت ، من مختبر الدفع النفاث JPL ، في مجلة بيان .

'على الأرض ، يمكننا استخدام تقنيات تحليلية متعددة لإلقاء نظرة أكثر تعمقًا على النيازك وإلقاء الضوء على تاريخ المريخ.'

التضاريس التاريخية

بالإضافة إلى فحص الوجود الحديث نسبيًا (من الناحية الجيولوجية) للمياه ، قامت البعثات المختلفة أيضًا بدراسة سطح الكوكب في سياق تاريخي. لا تُبلل قيعان أنهار المريخ اليوم ، لكن يمكن للعلماء دراستها لمعرفة المزيد عن تطور الكوكب. [ الصور: البحث عن الماء على المريخ ]

ربما كانت السهول الشمالية المسطحة للمريخ قد استضافت مرة واحدة محيط ، أو ربما ، مع دوران الكوكب خلال فترات الجفاف ، اثنتان. يقول العلماء إن المسطح المائي الأحدث كان من المحتمل أن يكون مؤقتًا فقط ، أو يتسرب إلى الأرض ، أو يتبخر ، أو يتجمد في أقل من مليون عام.

تشير مجاري الأنهار والأخاديد إلى أن المياه كانت تجري ، لفترة وجيزة على الأقل ، عبر سطح المريخ. وفقًا للتقديرات ، ربما يتدفق الماء سنويًا عبر نظام قناة كبير يُعرف باسم Marte Vallis أكثر بمئة مرة من المياه التي تمر عبر نهر المسيسيبي كل عام. الأخاديد نفسها أصغر حجمًا ، ومن المحتمل أن تتشكل خلال عواصف مطيرة وجيزة عندما يكون من الممكن أن تكون المياه سريعة الحركة قد نحتتها عبر الأرض.

وجدت كيوريوسيتي مؤشرات على أن منطقة واحدة على الأقل من المريخ ، جبل شارب ، قد تم بناؤها بواسطة رواسب ترسبت في قاع بحيرة منذ ملايين السنين ، مما يشير إلى وجود برك كبيرة على الكوكب لفترات زمنية طويلة.

قال أشوين فاسافادا نائب عالم مشروع الفضول أشوين فاسافادا من مختبر الدفع النفاث (JPL) التابع لناسا: `` إذا صمدت فرضيتنا الخاصة بجبل شارب ، فإنها تتحدى فكرة أن الظروف الدافئة والرطبة كانت عابرة ، أو محلية ، أو تحت الأرض فقط على سطح المريخ. بيان .

على الأرض ، تكون الأرض المحيطة بالأنهار والبحيرات أكثر رطوبة ، وتتكون من الطين والطين. توجد مثل هذه الرواسب على سطح المريخ أيضًا ، حيث تحبس المياه وتشير إلى الأماكن التي ربما كانت موجودة فيها أجسام أكبر من قبل.

قد يكون الماء على المريخ يفعل شيئًا أكثر من مجرد الجلوس الجميل. كشفت دراسة جديدة أنه عندما يغلي السائل ، فبفضل الضغط المنخفض ، يمكن أن يجعل الرمال ترتفع.

كتب الباحثون في دراستهم التي نُشرت في مجلة اتصالات الطبيعة .

الذهب السائل

قد يبدو الماء كعنصر شائع جدًا لأولئك منا العالقين على الأرض ، لكن له قيمة كبيرة. بالإضافة إلى فهم كيفية تغير المريخ وتطوره بمرور الوقت ، يأمل العلماء أن يساعدهم العثور على الماء في العثور على شيء أكثر قيمة - الحياة ، سواء في الماضي أو الحاضر.

من المعروف أن الأرض فقط هي التي تستضيف الحياة ، والحياة على كوكبنا تتطلب الماء. على الرغم من أن الحياة يمكن أن تتطور بشكل معقول دون الاعتماد على هذا السائل الثمين ، إلا أن العلماء لا يمكنهم العمل إلا بما يعرفونه. وهكذا يأملون أن يؤدي تحديد موقع الماء على الأجرام السماوية مثل المريخ إلى إيجاد دليل على وجود الحياة.

مع وضع ذلك في الاعتبار ، طورت وكالة ناسا إستراتيجية لاستكشاف الكوكب الأحمر تأخذ شعارها 'اتبع الماء'. صُممت المركبات المدارية ومركبات الإنزال والمركبات الجوالة التي تم إرسالها مؤخرًا إلى المريخ للبحث عن الماء ، بدلاً من الحياة ، على أمل العثور على بيئات يمكن أن تزدهر فيها الحياة.

ومع ذلك ، فقد تغير ذلك مع تدفق الأدلة على عودة هذه الروبوتات. قرر Curiosity أن المريخ كان من الممكن بالفعل أن يدعم الحياة الميكروبية في الماضي القديم ، وسوف تنطلق مركبة ناسا القادمة - وهي روبوت بحجم السيارة يعتمد بشكل كبير على التصميم الأساسي لـ Curiosity - في عام 2020 للبحث عن دليل على حياة الكوكب الأحمر الماضية.

مصادر إضافية

اتبع نولا تايلور ريد في تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك أو + Google . تابعنا على تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك أو + Google .