ماء. يتعلق الأمر دائمًا بالمياه عندما يتعلق الأمر بتحديد إمكانات كوكب ما لدعم الحياة. قد يمتلك المريخ بعض الماء السائل في شكل عرضي تدفقات مالحة أسفل جدران فوهة البركان ، ولكن يبدو أن معظمها محبوس في الجليد القطبي أو مخبأ تحت الأرض. ضع كوبًا من الأشياء في يوم مشمس في المريخ اليوم ، واعتمادًا على الظروف ، يمكن أن يتجمد بسرعة أو ببساطة يبتلع ليتبخر في الغلاف الجوي الرقيق جدًا للكوكب.
يمكن العثور على أدلة على وجود مياه سائلة وفيرة في السهول الغارقة السابقة وأحواض الأنهار المتعرجة في كل مكان تقريبًا على كوكب المريخ. وكالة ناسا تجوال الفضول وجدت رواسب معدنية لا تتشكل إلا في الماء السائل والحصى المستدير بواسطة تيار قديم تضخم مرة واحدة عبر أرضية Gale Crater. وهنا تكمن المفارقة. يبدو أن المياه قد تدفقت بشكل غريب عبر الكوكب الأحمر قبل 3 إلى 4 مليارات سنة ، فما الجديد اليوم؟
إلقاء اللوم على الأجواء الغريبة المريخ. سيجعل الهواء الأكثر سمكًا وعصيرًا وزيادة الضغط الجوي المصاحب له الماء مستقرًا في هذا الكوب. كما أن الغلاف الجوي الأكثر سمكًا سيحافظ أيضًا على الحرارة ، مما يساعد على إبقاء الكوكب دافئًا بما يكفي حتى يتجمع الماء السائل ويتدفق.
تم اقتراح أفكار مختلفة لتفسير الترقق المفترض للهواء بما في ذلك فقدان المجال المغناطيسي للكوكب ، والذي يعمل كدفاع ضد الرياح الشمسية.
من المحتمل أن تكون تيارات الحمل الحراري داخل قلب الحديد والنيكل المنصهر قد ولدت الدفاعات المغناطيسية الأصلية للمريخ. ولكن في وقت ما في وقت مبكر من تاريخ الكوكب ، توقفت التيارات إما لأن النواة تبرد أو تعطلت بسبب تأثيرات الكويكبات. بدون قلب متماوج ، ذبل المجال المغناطيسي ، مما سمح للرياح الشمسية بتجريد الغلاف الجوي ، الجزيء بواسطة الجزيء.
تأكل الرياح الشمسية الغلاف الجوي للمريخ
قياسات من وكالة ناسا الحالية مهمة MAVEN تشير إلى أن الرياح الشمسية تجرد الغاز بمعدل 100 جرام تقريبًا (ما يعادل تقريبًا 1/4 رطل) في كل ثانية. قال بروس جاكوسكي ، الباحث الرئيسي في شركة MAVEN: "مثل سرقة عدد قليل من العملات المعدنية من تسجيل النقدية كل يوم ، تصبح الخسارة كبيرة بمرور الوقت".
باحثون من كلية هارفارد جون أ. بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية (SEAS) اقتراح سيناريو مختلف ، أقل جافة. استنادًا إلى دراساتهم ، ربما تم تسخين كوكب المريخ المبكر مرارًا وتكرارًا بسبب تأثير دفيئة قوي. في ورقة نشرت في رسائل البحوث الجيوفيزيائيةوجد الباحثون أن التفاعلات بين الميثان وثاني أكسيد الكربون والهيدروجين في الغلاف الجوي للمريخ في وقت مبكر ربما تكون قد خلقت فترات دافئة حيث يمكن للكوكب أن يدعم الماء السائل على سطحه.
نظر الفريق أولاً في تأثيرات ثاني أكسيد الكربون2، وهو خيار واضح لأنه يشتمل على 95٪ من الغلاف الجوي الحالي للمريخ ويشتهر بالحرارة. ولكن عندما تأخذ في الاعتبار أن الشمس أشرقت 30٪ أكثر خفوتًا قبل 4 مليار سنة مقارنةً اليوم ، ثاني أكسيد الكربون2 وحده لا يستطيع قطعه.
"يمكنك إجراء حسابات المناخ حيث تضيف ثاني أكسيد الكربون2 وقال: "وقمنا ببناء ما يصل إلى مئات المرات من الضغط الجوي الحالي على كوكب المريخ ، وما زلت لا تصل أبدًا إلى درجات حرارة قريبة من نقطة الانصهار". روبن وردزورث، أستاذ مساعد للعلوم والهندسة البيئية في SEAS ، والمؤلف الأول للورقة.
ثاني أكسيد الكربون ليس الغاز الوحيد القادر على منع الحرارة من التسرب إلى الفضاء. الميثان أو CH4 ستقوم بالمهمة أيضا. قبل مليارات السنين ، عندما كان الكوكب أكثر نشاطًا جيولوجيًا ، كان بإمكان البراكين استغلال مصادر عميقة من غاز الميثان وإطلاق دفقات من الغاز في الغلاف الجوي للمريخ. على غرار ما يحدث على قمر زحل تيتان ، فإن الأشعة فوق البنفسجية الشمسية سوف تقطع الجزيء إلى جزئين ، وتحرر غاز الهيدروجين في هذه العملية.
عندما نظر وردزورث وفريقه إلى ما يحدث عندما يتصادم الميثان والهيدروجين وثاني أكسيد الكربون ثم يتفاعلون مع ضوء الشمس ، اكتشفوا أن المزيج يمتص الحرارة بشدة.
كارل ساجانتكهن الفلك الأمريكي ومُشجِّع علم الفلك لأول مرة أن احترار الهيدروجين كان يمكن أن يكون مهمًا في أوائل المريخ في عام 1977 ، ولكن هذه هي المرة الأولى التي يتمكن فيها العلماء من حساب تأثير الاحتباس الحراري بدقة. كما أنها المرة الأولى التي يُثبت فيها أن غاز الميثان هو غاز دفيئة فعال في أوائل المريخ.
عندما تأخذ الميثان في الاعتبار ، ربما يكون للمريخ نوبات من الدفء بناءً على النشاط الجيولوجي المرتبط بالزلازل والبراكين. كان هناك ثلاثة على الأقل حقب بركانية خلال تاريخ الكوكب - قبل 3.5 مليار سنة (يتضح من السهول القمرية الشبيهة بالقمر) ، قبل 3 مليار سنة (براكين الدرع الأصغر) وقبل 1 إلى 2 مليار سنة ، عندما تكون براكين الدرع العملاقة مثل أوليمبوس مونسكانت نشطة. لذا لدينا ثلاث رشقات غاز ميثان محتملة يمكن أن تعيد الغلاف الجوي للسماح بمرور كوكب أكثر.
الحجم الهائل لأوليمبوس مونس يصرخ عمليا ثورات ضخمة على مدى طويل فترة من الزمن. خلال الفترات الفاصلة بين الحين والآخر ، كان الهيدروجين ، وهو غاز خفيف الوزن ، قد استمر في الفرار إلى الفضاء حتى يتم تجديده من قبل الاضطرابات الجيولوجية التالية.
قال وردزورث: "يوضح هذا البحث أن آثار الاحترار لكل من الميثان والهيدروجين قد تم التقليل من شأنها بمقدار كبير". "اكتشفنا أن الميثان والهيدروجين ، وتفاعلهما مع ثاني أكسيد الكربون ، كانا أفضل بكثير في الاحترار المبكر للمريخ مما كان يعتقد في السابق."
لقد دغدغة أن كارل ساجان سار على هذا الطريق قبل 40 عامًا. كان دائما يحمل الأمل للحياة على كوكب المريخ. قبل عدة أشهر من وفاته في عام 1996 ، سجل هذا:
"... ربما نحن على كوكب المريخ بسبب العلم الرائع الذي يمكن القيام به هناك - أبواب عالم العجب تفتح في عصرنا. ربما نحن على كوكب المريخ لأننا يجب أن نكون ، لأن هناك دفعة بدوية عميقة بنيت فينا من خلال عملية التطور ، فنحن نأتي بعد كل شيء ، من جامعي الصيادين ، و 99.9٪ من حيازتنا على الأرض كنا متجولين. والمكان التالي للتجول هو المريخ. ولكن مهما كان سبب وجودك على كوكب المريخ ، يسعدني أنك هناك. وأتمنى لو كنت معك. "
