چرا سیارۀ مریخ اینقدر خشک است؟

مریخ زمانی آب داشت و حاصلخیز بود اما حالا به صحرایی خشک تبدیل شده است. اتفاق بدی روی مریخ افتاده است. من می‌خواهم بدانم چه اتفاقی در مریخ افتاده تا بتوانیم از وقوع آن روی زمین جلوگیری کنیم.

Mars atmosphere

نیل دگراس تایسون اخترفیزیکدان می‌گوید: بله، درست است؛ یکبار اتفاق بدی در مریخ رخ داده است. می‌دانید که وقتی به مریخ می‌اندیشیم به دنیای کوچک و قرمز ِ ویران‌شده‌ای فکر می‌کنیم که امروز ما را مجذوب خود کرده است. ما بیشتر به دهانه‌های برخورد شدید، به کوه‌های بزرگ و به سطح ِ خشک و سنگی‌اش فکر می‌کنیم.

اما مریخ همیشه این‌گونه نبوده و ما هم این را می‌دانیم. نشانه‌هایی برای این دانستۀ ما وجود دارد، حتی همین امروز. تصاویر هوایی فضاپیما پدیده‌هایی مانند بسترهای رودخانه‌ای خشک‌شده با پیچ و خم‌های هلالی شکل موجود در آنها، کلاهک‌های یخی قطبی و گاهی اوقات ابرهای جوی را به ما نشان می‌دهد.

مریخ‌نوردها ساختارهای رسوبی در سطح مریخ، لایه‌های سرشار از سیلیس در زیر سطح مریخ، و حتی منطقه‌های هماتیتی را پیدا کرده‌اند که همگی شواهدی برای این است که زمانی در گذشته روی سطح مریخ، آب بطور آزادانه جاری بوده است.

ooPIA hires

اما تا جایی که می‌دانیم بیش از یک میلیارد سال است که دیگر آبی در این سیاره وجود ندارد. در واقع وجود آبِ مایع در سطح مریخِ امروزی چیز غیرممکنی است. احتمالاً به یاد دارید که آب هم مانند همۀ مواد، بسته به فشار و دمای محیطش، در حالت‌های جامد، مایع یا گازی وجود دارد. در حالی که هر سه حالت آب در زمین معمول است، اما در مریخ اگر فشار پایین‌تر از آستانۀ مشخص باشد، یعنی جایی که در نقطۀ سه‌گانه آب اتفاق می‌افتد، فقط دو تا از این حالت‌ها- جامد و گازی- ممکن است.

adbffefbdcac

متأسفانه متوسط فشار ِ جوی در مریخ فقط ۰.۶ درصد فشار جوی روی زمین است و در نتیجه این سیاره را زیر نقطۀ سه‌گانه آب قرار می‌دهد و حالت مایع را در تمام مکان‌ها به جز اعماق حفره‌های مریخی، غیرممکن می‌سازد. اما شواهد حاکی از گذشته‌های آبی به ما می‌گوید که همیشه این‌گونه نبوده است. در واقع اگر به اوایل شکل‌گیری منظومۀ شمسی برویم، احتمالاً مریخ و زمین تفاوت چندانی با هم نداشتند.

می‌دانیم که زمین ِ جوان در بدو تولد با زمینِ امروزی از جهات مختلف و مهمی تفاوت داشته است. جوّ زمین غنی از هیدروژن بوده زیرا رایج‌ترین گازها آب، آمونیاک، متان و گاز هیدروژن هستند که همۀ آنها در به دام انداختن گرما عالی بودند. اگرچه خورشید تقریباً ۸۰ درصد خورشیدِ امروزی درخشان بوده، اما زمین هنوز هم در سراسر سطح خود اقیانوس‌های وسیع و آب مایع داشته، بمباران‌های سیارکی و دنباله‌داری بسیار بیشتر از امروزه بوده و تمام مواد آلی لازم برای حیات پیچیده- عناصر اصلی هر چیزی که امروزه در زیست‌کرۀ ما وجود دارد- وجود داشته است. و تا جایی که می‌دانیم، علاوه بر زمین، مریخ هم کمی کوچکتر و دورتر از خورشید بوده است.

PIA

می‌دانیم که حیات روی زمین نسبتاً سریع به وجود آمده، یعنی در عرض چند صد میلیون سالِ اول. همچنین می‌دانیم که حیات توانسته خود را روی زمین پایدار کند؛ تا جایی که می‌دانیم مریخ این‌قدر موفق نبود. در بعضی مواقع- شاید بعد از یک یا دو میلیارد سالِ اول- آن شرایط مشابه در زمین و مریخ، آن شرایطی که بسیار موجب حیات می‌شد، بسیار متفاوت شد. مطمئن نیستیم که چه اتفاقی افتاده، اما فرضیۀ برجسته و قانع‌کننده‌ای داریم.

خورشید دائماً جریاناتی از ذرات ِ یونیزه‌ شده و پرانرژی را در تمام جهات به بیرون پخش می‌کند. اگر به جای زمین، سنگ بزرگی بود که پوشیده از گاز بود، آن جریان ذرات- باد خورشیدی- آن گاز را زود از بین می‌برد. اما این اتفاق نمی‌افتد! دلیل اصلی اینکه زمین هنوز جوّی به این ضخیمی دارد این است که در مرکز سیارۀ ما میدان مغناطیسی قدرتمندی تولید می‌شود.

ما معمولاً فکر می‌کنیم این میدان مغناطیسی روی سطح زمین قرار دارد، سوزن‌های قطب‌نما را حرکت می‌دهد و به تعیین مسیر کمک می‌کند، اما واقعیت این است که این میدان مغناطیسی به فضا هم گسترش می‌یابد! وقتی ذرات یونیزه‌شدۀ پرانرژی به سمت ما جریان می‌یابند، میدان مغناطیسی آنها را منحرف می‌کند و با توانایی زیاد در برابر باد خورشیدی از ما محافظت می‌کند و جوّ ما را دست‌نخورده نگه می‌دارد. اما منظومۀ شمسی ۴.۵ میلیارد ساله است و مریخ بسیار کوچک‌تر از زمین است.

cbeaf b

سیارات به نسبت مساحت خود گرما تابش می‌کنند. مریخ با داشتن شعاع تنها ۳۳۹۰ کیلومتر (که فقط ۵۳ درصد شعاع زمین است) مساحتش تنها ۲۸ درصد مساحت سطح زمین است. اما جرم آن بسیار کمتر است؛ جرم زمین تقریباً ده برابر جرم مریخ است! به خاطر اینکه نسبتِ جرم به مساحت سطح مریخ بسیار کمتر است خیلی خیلی سریع‌تر از زمین سرد شده و این سرما به هسته آن رسیده. در بعضی مواقع میدان مغناطیسی دینامیکی که مریخ زمانی داشت (و فقط یکی داشت، قبلاً دیدیم که میدان مغناطیسی در صخره‌های مریخ نقش بسته است) متوقف نشد و وقتی این اتفاق می‌افتاد، جوّ مریخ دیگر در برابر باد خورشیدی محافظت نمی‌شد.

در جهانی که جو ضخیم و آب مایع به مدت یک میلیارد سال یا بیشتر حاکم بوده، عمق میدان مغناطیسی مریخ به معنای این است که این ذرات پرانرژیِ یونیزه‌شده با ذرات موجود در جوّ بالایی مریخ برخورد می‌کردند و به بسیاری از آنها انرژی کافی برای فرار از کشش گرانشیِ سیارۀ سرخ را می‌دادند! تنها در طول چند میلیون سال؛ مریخ از دنیایی که دارای مواد آلی، آب مایع و تمام عناصر اساسی حیات بود به دنیای ویران، بی‌حاصل و عمدتاً یخ‌زده‌ای که امروزه می‌بینیم تبدیل شد.

ما قبلاً هم مریخ‌نوردهایی روی سطح مریخ داشتیم که خاک را حفر می‌کردند، عکس می‌گرفتند، تجزیه و تحلیل می‌کردند و زمین مریخ را با جزئیاتِ بی‌سابقه‌ای کاوش می‌کردند. به گفتۀ محققان، جریان باد و طوفان ِ خورشیدی نقش زیادی در از بین رفتن اتمسفر و دریاچه های آب این سیاره ایفا کرده است. داده‌های ماهواره ماون نشان می دهد که هوای مریخ در ارتفاعات بالای اتمسفر چگونه در جریان کنش متقابل با نور خورشید فرسایش پیدا می کند و در فضا پراکنده می شود.

فیسبوک توییتر گوگل + لینکداین تلگرام واتس اپ کلوب

دیدگاهتان را بنویسید