حقوق الصورة: NASA / JPL
تستكشف MER Rovers Spirit and Opportunity ، التي تسافر الآن على سطح المريخ ، جفافًا جغرافيًا أكثر من الصحراء الأكثر جفافًا على الأرض. على الرغم من الأغطية الجليدية القطبية والجيوب المشتبه بها من الماء السائل تحت سطح المريخ ، فإن كمية المياه على المريخ ليست سوى ملعقة صغيرة مقارنة بالاحتياطيات المائية الشاسعة للأرض. لماذا المريخ جاف للغاية؟
تشكلت الكواكب الداخلية لنظامنا الشمسي - المريخ والأرض والزهرة والزئبق - من تراكم الصخور والغبار الصغيرة التي تدور حول الشمس في سنواتها الأولى. إذا كانت الأرض والمريخ مصنوعة من نفس النجوم ، فيجب أن تكون قد ولدت بنفس نسبة الماء تقريبًا.
يعتقد العديد من العلماء أن المريخ كان ذات مرة مائيًا للغاية ، لكنه فقد محيطاته بسبب كتلة الكوكب المنخفضة. هذا ، إلى جانب الغلاف الجوي الرقيق ، سمح لمعظم الماء على سطح المريخ بالتبخر إلى الفضاء.
ولكن وفقًا لدراسة أجراها جوناثان لونين من مختبر القمر والكواكب في جامعة أريزونا ، كان الكوكب الأحمر جافًا منذ البداية.
يقول لونين ، الذي يكتب في مجلة إيكاروس عام 2003 مع زملائه جون تشامبرز وأليساندرو موربيدلي ولوري ليشين ، إن كوكب المريخ كان في الأصل جنينًا كوكبيًا. في الأساس ، الجنين الكوكبي هو كويكب كبير جدًا يمكن أن يكون ضخمًا مثل عطارد أو المريخ. كان هذا الجنين قبل المريخ موجودًا في حزام الكويكبات ، والذي كان في ذلك الوقت منتشرًا على نطاق أوسع في النظام الشمسي ، وانتشر بين 0.5 إلى 4 AU من الشمس. اليوم حزام الكويكبات الرئيسي هو تقريبًا عند 2 إلى 4 AU ، يقع بين المريخ (1.5 AU) والمشتري (5.2 AU).
يقول لونين إن المريخ نما إلى حجمه الحالي من تراكم الكويكبات والمذنبات الأصغر. يقول إن الأرض الأكثر ضخامة ، في المقابل ، تشكلت في الغالب من أجنة كوكبية كبيرة تتصادم مع بعضها البعض.
يقول لونين: "بالصدفة ، لم تصطدم الكويكبات العملاقة بالمريخ بينما كانت الأرض - المشاة المحظوظة مقابل المشاة غير المحظوظة". "لكن المريخ ضربته أجسام أصغر بكثير لأن هذه كثيرة جدا."
تدور الأرض حاليًا حول الشمس في 1 AU. يقول لونين إن الأجنة الكوكبية في هذا المدار لم يكن لديها الكثير من الماء. في وقت مبكر من تطور الشمس ، أثناء تكوين الكواكب ، كان القرص المغبر الذي أحاط بالنجم الشاب ساخنًا جدًا. لم يكن من الممكن تكوين المركبات الحاملة للماء في هذا القرص عند 1 AU.
نظرًا لأن المريخ بعيدًا عن الشمس أكثر من الأرض ، وأقرب إلى المناطق الباردة "الرطبة" من حزام الكويكبات ، فقد يبدو منطقيًا أن المريخ قد ولد بماء أكثر. ومع ذلك ، يقول لونين أن المريخ ربما اكتسب 6 إلى 27 في المائة فقط من محيط الأرض (محيط الأرض 1 = 1.5؟ 1021 كجم).
وذلك لأن بعض الأجنة الكوكبية التي شكلت الأرض في النهاية كانت مشبعة بالماء. في حين أن 90 في المائة من الأجنة التي شكلت الأرض كانت من منطقة الاتحاد الأفريقي 1 ، وبالتالي كانت جافة ، كانت 10 في المائة من 2.5 AU وما بعدها. الأجنة القادمة من هذه المسافة كان لديها إمدادات كبيرة من الماء. ساهمت الكويكبات الأصغر القادمة من هذه المسافة في إمدادات المياه للأرض أيضًا. على الأقل ، يقول لونين إن 15 بالمائة فقط من مياه الأرض تأتي من المذنبات.
وفي الوقت نفسه ، كان المريخ سيئ الحظ ليولد كصخرة جافة واحدة. تلقى المريخ في نهاية المطاف بعض الماء في وقت متأخر من لعبة التكوين ، بعد أن يكون نواةها قد تكونت بالفعل ووصلت إلى كتلتها الحالية تقريبًا. وفقًا لسيناريو لونين ، اكتسب المشتري أيضًا كتلة اليوم الحالية في هذا الوقت. ثم امتص جاذبية المشتري في الكويكبات القريبة أو تسبب في تشتتها إلى الخارج. نجا المريخ الأولي بطريقة أو بأخرى من انحرافه بسبب جاذبية المشتري ، لكن قصفته الكويكبات المتجهة إلى الخارج.
"شكلت آثار الكويكبات والمذنبات الصغيرة" قشرة متأخرة "أضافت الماء إلى المريخ ، على عكس الصورة الخاصة بالأرض حيث تمت إضافة الماء من خلال التصادم مع أجنة بحجم الزئبق طوال فترة نمو تصل إلى عشرات الملايين من السنين ، يكتب العلماء.
على الرغم من أن المريخ لا يتشكل في نموذج الكمبيوتر الخاص بهم ، يعتقد العلماء أن ذلك قد يعكس الطبيعة الفوضوية لتكوين الكواكب ، حيث لا يمكن التنبؤ باتجاهات الأجنة والكويكبات والكثير من النتائج.
يقول آلان بوس من معهد كارنيجي بواشنطن: "هناك قدر لا بأس به من العشوائية التي ينطوي عليها بناء الكواكب الأرضية ، لذلك ينتهي الأمر بمريخ لم يحدث أن يتراكم فيه العديد من الكواكب الغنية بالمياه. "قد يساعد هذا في تفسير ندرة المياه على كوكب المريخ الحديث."
يمكن أن تحدث هذه الاختلافات في تكوين الكواكب أيضًا بين الكواكب الداخلية للأنظمة الشمسية الأخرى. حتى الآن ، يعرف علماء الفلك 104 نجوم لها كواكب تدور حولها. جميع الكواكب خارج المجموعة الشمسية التي تم العثور عليها حتى الآن هي عمالقة غازية ، ولكن يبدو من المحتمل أن الكواكب الأرضية مثل المريخ والأرض يمكنها أيضًا أن تدور حول النجوم البعيدة ، على الرغم من أننا لا نملك حتى الآن التكنولوجيا اللازمة لاكتشافها.
إذا كانت بعض الكواكب الأرضية الداخلية تتكون من تصادمات العديد من الأجنة الكوكبية ، في حين أن البعض الآخر عبارة عن أجنة تجمع فقط المذنبات الرطبة والكويكبات ، فإن الكواكب حول هذه النجوم الأخرى يمكن أن تحتوي على كميات مختلفة جدًا من الماء. يقترح لونين أن توقيت وتشكيل الكواكب العملاقة للغاز في كل نظام شمسي سيلعب دورًا مهمًا في هذه العملية ، تمامًا مثلما أثر المشتري على شخصية نظامنا الشمسي.
لدى Lunine حاليًا ورقة في Icarus ، مع Tom Quinn و Sean Raymond من جامعة واشنطن ، حول الاختلاف المحتمل في وفرة المياه للكواكب الأرضية حول النجوم الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يراقب بعناية البيانات التي تم جمعها من قبل MER Rovers Spirit and Opportunity ، بالإضافة إلى الأقمار الصناعية التي تدور حول كوكب المريخ حاليًا.
يقول Lunine: "ستحدد Odyssey و MER و Mars Express كمية المياه الموجودة حاليًا ، ونأمل أن توفر قيودًا أفضل على وفرة المياه في الماضي". "أنا مهتم بشكل خاص بنتائج رادار MARSIS وتلك التي خلفها - SHARAD."
MARSIS هو جهاز رادار على قمر المريخ السريع يمكنه البحث عبر الخمسة كيلومترات العليا من القشرة المريخية للبحث عن طبقات من الماء والجليد. تخطط وكالة الفضاء الإيطالية لتحليق رادار ضحل تحت سطح الأرض يُدعى شاراد على متن مركبة استكشاف المريخ التابعة لناسا لمعرفة ما إذا كان الجليد المائي موجودًا على أعماق أكبر من متر واحد. في حين أن MARSIS لديها قدرة اختراق أعلى ، إلا أنها تتمتع بدقة أقل بكثير من SHARAD.
المصدر الأصلي: مجلة علم الأحياء الفلكي
