کشف آب ر اعماق مریخ: راز جدید سیاره سرخ

مریخ، اکنون پوشیده از آثار پهنه‌های آبی باستانی، روزگاری آب و زندگی را در دل خود پنهان کرده بود. معمایی که مدتی‌ست ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده، این است که دقیقاً این منابع آبی چه زمانی از این سیاره ناپدید شدند.

به گزارش ایتنا و به نقل از ساینس‌الرت، مطالعه‌ای جدید ممکن است پاسخی برای این سوال ارائه دهد. با بهره‌گیری از داده‌های لرزه‌ای مأموریت InSight ناسا، شواهدی کشف شد که نشان می‌دهد امواج لرزه‌ای در لایه‌ای بین ۵.۴ تا ۸ کیلومتر زیر سطح مریخ کند شده‌اند، که احتمالاً به دلیل وجود آب مایع در این اعماق باشد.
 

راز آب گمشده

مریخ در گذشته اصلا به شکلی که امروز می‌بینیم، بیابان خشک و بی‌روح نبوده است. میلیاردها سال پیش، در دوران نوحیان و هسپرین (۴.۱ تا ۳ میلیارد سال پیش)، رودخانه‌ها دره‌ها را کنده و دریاچه‌ها را تشکیل می‌دادند.

با از دست رفتن میدان مغناطیسی مریخ و رقیق شدن جو آن، بیشتر آب‌های سطحی از میان رفتند. برخی از آن‌ها به فضا گریختند، برخی در کلاهک‌های قطبی یخ زدند و برخی نیز در مواد معدنی به دام افتادند و تا امروز در همان حالت باقی مانده‌اند.

اما تبخیر، انجماد و سنگ‌ها نمی‌توانند به‌طور کامل توضیح دهند که چرا تمامی آب‌هایی که در گذشته سیاره مریخ را پوشانده بودند، ناپدید شده‌اند. محاسبات نشان می‌دهند که آب «گمشده» برای پوشاندن سطح سیاره در اقیانوسی به عمق حداقل ۷۰۰ متر و شاید حتی ۹۰۰ متر کافی بوده است.

یک فرضیه این است که آب گمشده به درون پوسته مریخ نفوذ کرده است. در دوران نوحیان، سیاره به شدت تحت بمباران شهاب‌سنگ‌ها قرار داشت، که ممکن است شکستگی‌هایی در پوسته ایجاد کرده باشد که آب را به زیر سطح هدایت کرده باشد.

در اعماق پوسته، دمای بالاتر آب را به‌طور مایع نگه می‌دارد، در حالی‌که لایه‌های نزدیک‌تر به سطح به دلیل سرمای شدید یخ‌زده‌اند.
 

 

تصویری لرزه‌ای از پوسته مریخ

در سال ۲۰۱۸، کاوشگر InSight ناسا بر روی مریخ فرود آمد تا با استفاده از لرزه‌سنج بسیار حساس خود، صدای درون سیاره را ضبط کند.

با مطالعه نوع خاصی از ارتعاشات به نام «امواج برشی»، موفق شدیم ناهنجاری‌های قابل توجهی در لایه‌های زیر سطح مریخ کشف کنیم. این امواج در لایه‌ای بین ۵.۴ تا ۸ کیلومتر زیر سطح کندتر حرکت می‌کنند.

این «لایه کم‌سرعت» احتمالاً سنگی بسیار متخلخل و پر از آب مایع است که مشابه یک اسفنج اشباع‌شده می‌باشد. شبیه به سفره‌های آب زیرزمینی در زمین، جایی که آب‌های زیرزمینی درون منافذ سنگ‌ها نفوذ می‌کنند.

ما محاسبه کردیم که این لایه می‌تواند آب کافی برای پوشاندن کل سطح مریخ را در اقیانوسی سراسری به عمق ۵۲۰ تا ۷۸۰ متر ذخیره کند؛ حجمی چندین برابر آبی که در یخ‌های قطب جنوب زمین وجود دارد.

این حجم از آب با تخمین‌های موجود از آب «گم‌شده» مریخ (بین ۷۱۰ تا ۹۲۰ متر مکعب)، پس از در نظر گرفتن تلفات به فضا، آب‌های محصور در مواد معدنی و کلاهک‌های یخی مدرن، تطابق دارد.

 

 

شهاب‌سنگ‌ها و مریخ‌لرزه‌ها

این کشف به‌واسطه دو برخورد شهاب‌سنگ در سال ۲۰۲۱ (به نام‌های S1000a و S1094b) و یک زلزله مریخی در سال ۲۰۲۲ (به نام S1222a) حاصل شد. این رویدادها امواج لرزه‌ای را در پوسته مریخ منتشر کردند، مشابه آن‌که سنگی در آب انداخته شود و امواج آن گسترش یابد.

لرزه‌سنج InSight این ارتعاشات را ثبت کرد. ما از سیگنال‌های فرکانس بالای این رویدادها برای نقشه‌برداری از لایه‌های پنهان پوسته استفاده کردیم.

با محاسبه «توابع گیرنده»، نشانه‌هایی از این امواج را شبیه به پژواک‌هایی که در یک غار طنین‌انداز می‌شوند، شناسایی کرده و موفق شدیم مرزهایی را که سنگ‌ها در آن تغییر می‌کنند، شفاف سازیم و لایه‌ای پر از آب مایع در عمق ۵.۴ تا ۸ کیلومتر را آشکار کنیم.
 

 

چرا این مهم است؟

آب مایع برای زندگی، به‌ویژه برای موجودات میکروسکوپی، ضروری است. در زمین، میکروب‌ها در سنگ‌های عمیق و پر از آب رشد می‌کنند.

آیا ممکن است حیات مشابهی، یا شاید بقایای اکوسیستم‌های باستانی مریخ، در این منابع آبی پنهان باشد؟ برای پاسخ به این سوال تنها یک راه وجود دارد.

این آب همچنین می‌تواند برای زندگی انسان‌ها در آینده، به‌ویژه کاوشگران مریخ، حیاتی باشد. در صورت تصفیه، می‌تواند به تأمین آب آشامیدنی، اکسیژن یا سوخت موشک‌ها کمک کند.

البته، حفاری در عمق چند کیلومتری سطح یک سیاره دوردست چالشی پیچیده است. با این حال، داده‌های ما که از نزدیکی خط استوای مریخ جمع‌آوری شده‌اند، احتمال وجود دیگر منابع آبی غنی، مانند مخزن گل یخی اتوپیا پلانیتیا، را نیز نشان می‌دهند.
 

گام بعدی در اکتشاف مریخ چیست؟

داده‌های لرزه‌ای ما تنها بخش کوچکی از مریخ را پوشش می‌دهند. برای نقشه‌برداری کامل از لایه‌های محتمل آب در دیگر نواحی سیاره، به مأموریت‌های جدید با لرزه‌نگارهای پیشرفته نیاز است.

مریخ‌نوردها یا مته‌های آینده ممکن است روزی به این منابع آبی دسترسی پیدا کرده و شیمی آن‌ها را برای یافتن نشانه‌هایی از حیات تحلیل کنند. این منابع آبی همچنین باید از میکروب‌های زمینی محافظت شوند، زیرا ممکن است زیست‌شناسی بومی مریخ را در خود جای دهند.

در حال حاضر، این آب ما را به چالش می‌کشد تا به ضربان لرزه‌ای مریخ گوش دهیم و از اسرار این سیاره که شاید بیشتر از آنچه که تصور می‌کنیم به زمین شباهت دارد، پرده برداریم.