رازگشایی از مریخ: نیروی مرموزی که سیاره سرخ را می‌بلعد! (اعلامیه ناسا)

آیا می‌خواهید بدانید چرا مریخ، سیاره‌ای که روزی احتمالا مملو از آب بوده، امروزه به یک بیابان خشک و بی‌روح تبدیل شده است؟ مأموریت MAVEN ناسا پس از یک دهه بررسی مداری، سرانجام پرده از راز ناپدید شدن جو مریخ برداشت.

ماموریت MAVEN ناسا (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) پس از یک دهه بررسی‌های مداری، به یک پیشرفت اساسی در کشف راز ناپدید شدن جو مریخ دست یافته است. دانشمندان برای اولین بار، پدیده گریزپای “پاشش اتمسفری” (atmospheric sputtering) را به طور مستقیم مشاهده کرده‌اند و نقش آن را در زدودن جو سیاره سرخ و احتمالاً کمک به از دست رفتن آب در سطح آن، تایید کرده‌اند.

نگاهی نو به آب ناپدید شده مریخ

میلیاردها سال پیش، مریخ احتمالاً دنیایی بسیار مرطوب‌تر بوده است. ویژگی‌های زمین‌شناسی نشان‌دهنده وجود آب مایع در سطح آن است، اما یکی از بزرگ‌ترین سوالات بی‌پاسخ باقی مانده این بوده است: آب کجا رفت و چرا؟ اکنون، به لطف MAVEN – مخفف Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN – دانشمندان یک قدم به پاسخ این سوال نزدیک‌تر شده‌اند.

پاسخ در “پاشش اتمسفری” نهفته است، فرآیندی که در آن ذرات باردار پرانرژی، مانند یون‌های سنگین ناشی از بادهای خورشیدی، با جو مریخ برخورد می‌کنند و به زور اتم‌ها و مولکول‌های خنثی را به فضا پرتاب می‌کنند.

شانون کوری (Shannon Curry)، محقق اصلی مأموریت MAVEN در آزمایشگاه فیزیک جو و فضا (LASP) در دانشگاه کلرادو بولدر، توضیح می‌دهد: «این مانند انجام یک حرکت “کانن بال” (cannonball) در استخر است. در این مورد، “کانن بال” یون‌های سنگینی هستند که با سرعت بسیار زیاد به جو برخورد می‌کنند و اتم‌ها و مولکول‌های خنثی را به بیرون می‌پاشند.»

اگرچه شواهد مربوط به پاشش اتمسفری در گذشته از داده‌های ایزوتوپی استنباط شده بود – به ویژه از نسبت ایزوتوپ‌های آرگون سبک‌تر به سنگین‌تر در بالای جو – این مشاهده جدید، اولین باری است که این فرآیند در زمان واقعی ثبت شده است.

ثبت پدیده گریزپا در زمان واقعی

برای مشاهده مستقیم پاشش اتمسفری، تیم MAVEN مجبور شد جمع‌آوری داده‌ها را از سه ابزار اصلی فضاپیما هماهنگ کند: تحلیل‌گر یون باد خورشیدی (Solar Wind Ion Analyzer)، مغناطیس‌سنج (Magnetometer) و طیف‌سنج جرم یون و گاز خنثی (Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer). این ابزارها اندازه‌گیری‌های همزمان را از هر دو طرف روز و شب مریخ در ارتفاعات پایین جمع‌آوری کردند، فرآیندی که به سال‌ها برنامه‌ریزی مداری و جمع‌آوری داده‌ها نیاز داشت.

این تلاش مشترک به محققان اجازه داد تا یک نقشه دقیق از ذرات آرگون پاشیده شده در مناطق مختلف جو مریخ ایجاد کنند. داده‌ها مناطقی را مشخص کردند که در آن ذرات پرانرژی ناشی از باد خورشیدی به جو برخورد می‌کردند و اتم‌های خنثی – به ویژه آرگون – را در ارتفاعات بالا به بیرون می‌پاشیدند.

نکته قابل توجه این است که این تیم دریافت که پاشش اتمسفری با سرعتی چهار برابر بیشتر از آنچه قبلاً پیش‌بینی شده بود، در حال وقوع است و این سرعت در طول طوفان‌های خورشیدی تشدید می‌شود. این نشان می‌دهد که در تاریخ اولیه مریخ، زمانی که خورشید به طور قابل توجهی فعال‌تر بود، پاشش اتمسفری احتمالاً نقش چشمگیرتری در از دست دادن جو داشته است.

فصلی نو در درک قابلیت سکونت مریخ

تأیید پاشش اتمسفری چیزی بیش از یک دستاورد فنی است. این به طور مستقیم از این ایده حمایت می‌کند که این فرآیند، مکانیسم اصلی فرسایش جو مریخ پس از از دست دادن میدان مغناطیسی آن بوده است. بدون این سپر محافظ، جو این سیاره به طور فزاینده‌ای در برابر بادهای خورشیدی آسیب‌پذیر شد و منجر به از دست دادن شرایط تثبیت‌کننده آب در سطح شد.

کوری، که مطالعه او در مجله “Science Advances” منتشر شده است، می‌گوید: «این نتایج نقش پاشش اتمسفری را در از دست دادن جو مریخ و تعیین تاریخچه آب در مریخ تثبیت می‌کند.» این کشف برای درک اینکه آیا این سیاره زمانی می‌توانسته از حیات پشتیبانی کند و چه چیزی آن را به دنیای بایر امروزی تبدیل کرده است، اساسی است.

منبع