راز آب در مریخ: کشف جدید همه فرضیههای قبلی را رد کرد!
جستجوی بیپایان دانشمندان برای یافتن آب در مریخ
برای سالها، دانشمندان به دنبال یافتن نشانههایی از آب مایع درست زیر سطح مریخ بودهاند. با این حال، مشاهدات از کاوشگرهای مداری مختلف به طرز آزاردهندهای مبهم بوده و بحثهای زیادی را برانگیخته است.
تحقیقات جدیدی که اخیراً در نشریه Nature Communications منتشر شده، ممکن است یکی از جذابترین خطوط شواهد برای آب زیرسطحی را بیاعتبار کرده باشد. این مطالعه نشان میدهد که رگههای بلند مواد روی دامنهها و دیوارههای دهانههای آتشفشانی، احتمالاً ناشی از نشت مایع نیستند، بلکه از گرد و غبار خشک به هم خورده تشکیل شدهاند.
وضعیت فعلی مریخ: جهانی خشک و یخزده
آیا اصلاً منطقی است که به دنبال آب مایع در هر نقطه از مریخ بگردیم؟ وقتی امروز به مریخ نگاه میکنیم، جهانی خشکشده و یخزده را میبینیم. هیچ آب مایعی در سطح سیاره وجود ندارد و آبی که پیدا میکنیم عمدتاً در قطبها به صورت یخزده است.
نشانههای گذشته مرطوب مریخ
با این حال، شواهد وسوسهانگیزی از وجود آب مایع در گذشته دور مریخ وجود دارد. دانشمندان مسیرهای پرپیچوخم رودخانههای از دست رفته و همچنین خطوط ساحلی باستانی دریاچهها و دریاهای ناپدید شده را در سنگهای این سیاره شناسایی کردهاند. علاوه بر این، مواد معدنی تشکیلشده در محیطهای آبی نسبتاً در سطح مریخ رایج هستند.
این دوره مرطوب تاریخ مریخ میلیاردها سال پیش بوده و تمام آن آب از آن زمان یا به فضا تبخیر شده یا به اعماق زیرزمین نفوذ کرده است. اما هنوز هم در نقاط مختلف مریخ امروزی، شواهدی میبینیم که ممکن است نشاندهنده وجود آب مایع درست زیر سطح مریخ باشد.
رگههای مرموز دامنهها
یکی از گیجکنندهترین نشانههای هیدراتاسیون، تعدادی رگه دامنه است: ویژگیهای باریک، بلند و گاهی روشن اما معمولاً تیره که عموماً در نزدیکی بالای دیوارههای دهانه و پرتگاهها قرار دارند. بسیاری از آنها مستقیم هستند و برخی کمی پیچوخم دارند، اما بسیار شبیه چیزی هستند که در صورت نشت آب از پشت دامنه و ایجاد جریان کوچکی به سمت پایین انتظار دارید.
این رگهها اولین بار در دادههای فضاپیمای وایکینگ در دهه 1970 کشف شدند. تصاویر با استانداردهای امروزی کمکیفیت و تار بودند، اما ظهور مدارگردهای پیشرفتهتر، دید واضحتری از این ویژگیها ارائه داد. این رگهها معمولاً فقط چند ده تا چند صد متر عرض دارند، اما میتوانند تا یک کیلومتر طول داشته باشند. آنها در مناطق پرگردوغبار استوایی دیده میشوند و نسبتاً پایدار هستند: پس از تشکیل، در طول سالها و دههها محو میشوند.
کشف RSLها: رگههای متناوب دامنه
در اواخر دهه 2000، نشانههای مشابهی کشف شدند. به آنها خطوط شیب مکرر (Recurring Slope Lineae یا RSLs) گفته میشود که بسیار شبیه رگههای دامنه هستند اما معمولاً در مناطق سنگی جنوبی یافت میشوند. آنها تمایل دارند در طول یک سال مریخی (که حدود دو برابر سال زمینی است) محو شوند و هر سال در همان نقاط در طول تابستان در نیمکره جنوبی مریخ تکرار میشوند. RSLها باریکتر از رگههای دامنه هستند، فقط چند متر عرض دارند، اما آنها نیز بسیار شبیه ویژگیهای جریانی هستند.
آیا اینها شواهدی از آب مایع در مریخ امروزی هستند؟
به یاد دارم وقتی اینها برای اولین بار کشف شدند، در یک کنفرانس مطبوعاتی ناسا شرکت کردم و با برخی همکارانم گمانهزنی میکردیم که ممکن است اینها ناشی از آب یخزده در طول زمستان باشند که با گرمای خورشید بهار و تابستان ذوب شده و باعث ریزش مواد به پایین دامنه میشود. مریخ سرد است، بسیار پایینتر از نقطه انجماد استاندارد آب، اما اگر آب شور باشد، ممکن است حتی در آن دماهای بسیار پایین نیز مایع بماند. (نمکها ضد یخ طبیعی هستند.) و ما شواهد زیادی از یخ آب منجمد درست زیر سطح در بسیاری از نقاط مریخ، حتی تا عرضهای جغرافیایی میانی داریم.
اگر RSLها واقعاً توسط آب ایجاد شوند، میتوانند بهترین مکانها برای جستجوی حیات موجود در مریخ (و همچنین واحههای بالقوه برای کاوشگران انسانی آینده) باشند.
چالشهای تحقیقات قبلی
مشکل مطالعات قبلی، عدم وجود یک پایگاه داده جهانی و یکپارچه از رگهها برای بررسی بود. برای رفع این مشکل، نویسندگان مطالعه جدید بیش از 86,000 تصویر از دوربین زمینهای (Context Camera) روی مدارگرد شناسایی مریخ (Mars Reconnaissance Orbiter) ناسا را بررسی کردند. این ابزار تصاویری از سطح مریخ به صورت نوارهای بلند حدود 30 کیلومتری میگیرد. در مطالعه جدید، محققان از یک الگوریتم یادگیری ماشین برای یافتن رگهها در تصاویر استفاده کردند.
این الگوریتم حدود نیم میلیون رگه را شناسایی کرد: تقریباً 13,000 روشن و 484,000 تیره. پس از محاسبه رگههایی که الگوریتم از دست داده و عوامل دیگر مانند انشعاب یا همپوشانی رگهها، دانشمندان تخمین میزنند که ممکن است تا 140,000 رگه روشن و نزدیک به دو میلیون رگه تیره در مجموعه داده وجود داشته باشد. این اولین پایگاه داده جهانی و یکپارچه از رگههای مریخی است که تحلیل عمیقتر و آسانتر را ممکن میسازد.
نتایج شگفتانگیز: منشأ خشک رگهها
سپس، نویسندگان پایگاه داده رگههای خود را با پایگاههای داده دیگری که چیزهایی مانند دما، باد و هیدراتاسیون در سطح مریخ را ردیابی میکنند، مقایسه کردند. آنچه آنها یافتند، تشکیل خشک RSLها و رگههای دامنه را تأیید میکند.
به عنوان مثال، اگر رگههای دامنه توسط یخ آب گرمشده با نور خورشید ایجاد شوند، انتظار دارید که آنها عمدتاً در دامنههایی تشکیل شوند که به سمت خورشید هستند. با این حال، محققان فقط ارتباط ضعیفی با دامنههای رو به خورشید پیدا کردند. انتظار دیگر مبتنی بر آب این بود که رگهها در مناطقی با نوسانات دمایی بالا یافت شوند، اما در عوض آنها معمولاً در مکانهایی با دمای نسبتاً پایدار یافت میشوند. و اگرچه مریخ دقیقاً مرطوب نیست، اما مقداری بخار آب در هوا وجود دارد، بنابراین رگههای تشکیلشده توسط ریزشهای مرطوب باید عمدتاً در دامنههای با رطوبت بیشتر رخ دهند. اما این مطالعه آنها را بیشتر در مناطق خشکتر یافت.
جالب اینجاست که RSLهای زودگذرتر تمایل دارند دامنههای رو به خورشید را ترجیح دهند، اما مانند رگههای با عمر طولانیتر، در مناطق با نوسانات دمایی بالا یا سطوح رطوبت یافت نمیشوند که باز هم نشان میدهد توسط آب ایجاد نشدهاند.
ارتباط با باد و گرد و غبار
دانشمندان همبستگی بالایی بین رگههای دامنه و مناطقی با سرعت باد بیشتر و رسوب گرد و غبار زیاد پیدا کردند. مریخ عمدتاً با گرد و غبار بسیار ریزدانهای پوشیده شده که حاوی اکسید آهن (زنگ) زیادی است و به آن رنگ اخرایی مشخص میدهد. این نتایج بیشتر به سمت منشأ خشک برای رگهها اشاره دارد. آنها همچنین رگههایی را در نزدیکی دهانههای جوانتر یافتند، جایی که زمین بیشتر آشفته است و میتواند جریانهای گرد و غبار را راحتتر تحریک کند.
به عنوان مثال، محققان برخی رگهها را در کنار یک دهانه تازه 140 متری فهرستبندی کردند که چند سال پیش وقتی یک شهابسنگ نسبتاً کوچک به سطح مریخ برخورد کرد، تشکیل شد. این مکان دارای شیبهای تند و مقدار قابلتوجهی گرد و غبار است؛ دهانههای دیگر با شیبهای مسطحتر و گرد و غبار کمتر، رگههای کمتری نشان میدهند.
نقش فعالیتهای زمینشناسی
جالب توجه است که برخی فوسا (Fossae – به معنای “خندق” در لاتین)، مکانهایی که ممکن است فعالیت آتشفشانی زیرزمینی در جریان باشد، رگههایی داشتند. دانشمندان ارتباطی با فعالیت مریخلرزه پیدا نکردند، اما در مقاله خود اشاره میکنند که دادهها در این زمینه محدود هستند زیرا لرزهسنجهای بلندمدت روی این سیاره وجود ندارد.
با این حال، این نشان میدهد که رگهها ممکن است زمانی ایجاد شوند که یک رویداد پرانرژی شدید روی یا نزدیک سطح رخ دهد، مانند زمینلرزه یا برخوردی که گرد و غبار را جابهجا کرده و سپس به پایین دامنهها میریزد.
پیامدهای یافتهها
اگرچه همه اینها لزوماً قطعی نیست، اما در حال حاضر به نظر میرسد که منشأ خشک برای رگهها احتمال بیشتری دارد. اگرچه این از نظر جستجوی حیات بومی یا پشتیبانی از خودمان هنگام بازدید ناامیدکننده است، اما همچنان نتیجه جالبی است. برآورد کل شار سالانه گرد و غبار از رگههای دامنه نشان میدهد که آنها ممکن است سالانه مقداری مواد معادل چندین طوفان گرد و غبار جهانی در مریخ جابهجا کنند! (طوفانهای گرد و غبار جهانی واقعی هر چند سال یکبار در مریخ رخ میدهند.) این رگهها ویژگیهای زمینشناسی مهمی از این سیاره هستند – و باید قبل از استقرار در آنجا، اطلاعات بیشتری درباره آنها کسب کنیم.
