شواهد جدید برای آب مایع در مریخ

منتشر شده در scitechdaily به تاریخ ۱ نوامبر، ۲۰۲۲
لینک منبع: New Evidence for Liquid Water on Mars

تحقیقات قبلی نشان داده‌است که در زیر کلاهک یخی قطب‌جنوبی مریخ، آب وجود دارد.

شواهد جدید از یک تیم تحقیقاتی بین‌المللی نشان می‌دهد که ممکن است آب مایع زیر کلاهک یخی قطب‌جنوبی مریخ وجود داشته باشد.

محققان، به رهبری دانشگاه کمبریج، از داده‌های ارتفاع‌سنج لیزری فضاپیما برای کشف الگوهای ظریف در ارتفاع قله یخی استفاده کردند. پس از آن، آن‌ها نشان دادند که چگونه این الگوها با پیش‌بینی‌های مدل کامپیوتری از اثراتی که یک بدنه از آب زیر پوشش یخ بر روی سطح دارد، مطابقت دارند.

یافته‌های آن‌ها با خوانش‌های رادار یخ‌نفوذ قبلی، که در ابتدا برای نشان دادن احتمال وجود یک منطقه آب مایع در زیر یخ تفسیر شده بود، مطابقت دارد. اختلاف نظر بر سر تفسیر آب مایع تنها براساس داده‌های رادار وجود دارد، با این استدلال که سیگنال رادار ناشی از آب مایع نیست.

این یافته‌ها، که در مجله Nature Astronomy منتشر شد، اولین خط شواهد مستقل مبنی‌بر وجود آب مایع در زیر کلاهک یخی قطب‌جنوبی مریخ را با استفاده از داده‌های غیر از رادار فراهم می‌کند.

پروفسور نیل آرنولد از موسسه تحقیقاتی اسکات پلار کمبریج، که رهبری این تحقیق را بر عهده داشت، گفت: «ترکیب شواهد توپوگرافی جدید، نتایج مدل کامپیوتری ما، و داده‌های رادار این احتمال را به وجود می‌آورد که امروز حداقل یک ناحیه از آب‌های زیر یخچالی بر روی مریخ وجود داشته باشد، و مریخ هنوز هم باید از نظر ژئوترمال فعال باشد تا آب را در زیر مایع کلاهک یخی نگه دارد.»

همانند زمین، مریخ در هر دو قطب حصارهای ضخیم یخ دارد که با هم در مورد حجم لایه یخی گرینلند مطابقت دارند. با این حال، پیش از این اعتقاد بر این بود که یخ‌های قطبی مریخ، به خاطر آب‌وهوای سرد مریخ، به‌طور کامل یخ زده‌اند، برخلاف ورقه‌های یخ زمین که در زیر کانال‌های پر از آب و حتی دریاچه‌های یخی بزرگ قرار دارند.

در سال ۲۰۱۸، شواهدی از ماهواره مارس اکسپرس آژانس فضایی اروپا این فرضیه را به چالش کشید. این ماهواره یک رادار نفوذکننده یخی به نام MARSIS دارد که می‌تواند از طریق قله یخی جنوبی مریخ را ببیند. آن یک ناحیه در پایه یخ را نشان داد که به شدت سیگنال رادار را منعکس می‌کرد، که به‌عنوان یک ناحیه از آب مایع در زیر کلاهک یخ تفسیر شد.

با این حال، مطالعات بعدی نشان داد که انواع دیگر مواد خشک، که در جای دیگری از مریخ وجود دارند، در صورتی که در زیر کلاهک یخی وجود داشته باشند، می‌توانند الگوهای مشابه بازتابندگی را ایجاد کنند. با توجه به شرایط آب‌وهوایی سرد، آب مایع زیر کلاهک یخ نیاز به یک منبع حرارتی اضافی دارد، مانند گرمای زمین گرمایی از درون سیاره، در سطوحی بالاتر از آنچه برای مریخ امروزی انتظار می‌رود. این امر تایید وجود این دریاچه را به حال خود گذاشت که منتظر خط مستقل دیگری از شواهد بود.

دریاچه‌های یخی بر روی زمین، شکل ورقه یخی پوشاننده-توپوگرافی سطح آن را تحت‌تاثیر قرار می‌دهند. آب در دریاچه‌های یخی اصطکاک بین ورقه یخ و بستر آن را کاهش می‌دهد و بر سرعت جریان یخ تحت جاذبه تاثیر می‌گذارد. این امر به نوبه خود بر شکل سطح یخ بالای دریاچه تاثیر می‌گذارد و اغلب باعث ایجاد افسردگی در سطح یخ و به دنبال آن افزایش سطح جریان می‌شود.

این تیم -که شامل محققانی از دانشگاه شفیلد، دانشگاه نانت، کالج دانشگاه دوبلین و دانشگاه آزاد نیز بود- طیفی از تکنیک‌ها برای بررسی داده‌های ماهواره نقشه‌برداری جهانی مریخ ناسا از توپوگرافی سطح بخشی از قله یخی قطب جنوبی مریخ که در آن سیگنال رادار شناسایی شده‌بود، استفاده کردند.

تجزیه‌وتحلیل آن‌ها نشان داد که طغیان سطحی به طول ۱۰ تا ۱۵ کیلومتر شامل یک رکود و یک منطقه افزایش‌یافته است که هر دوی آن‌ها تا چندین متر از سطح یخی اطراف منحرف شده‌اند. این از نظر مقیاس شبیه به موج و موج بر روی دریاچه‌های یخی در اینجا بر روی زمین است.

سپس تیم آزمایش کرد که آیا سیلاب مشاهده‌شده بر روی سطح یخ را می‌توان با آب مایع در بستر توضیح داد یا خیر. آن‌ها شبیه‌سازی‌های مدل کامپیوتری جریان یخ را اجرا کردند که با شرایط خاص روی مریخ سازگار شده بود. سپس آن‌ها یک تکه از اصطکاک بستر کاهش‌یافته را در بستر شبیه‌سازی‌شده یخی قرار دادند که در آن آب، در صورت وجود، به یخ اجازه می‌داد که سر بخورد و سرعت خود را افزایش دهد. آن‌ها همچنین مقدار گرمای زمین گرمایی که از داخل سیاره می‌آید را تغییر می‌دهند. این آزمایش‌ها، موج‌هایی را بر روی سطح یخ شبیه‌سازی‌شده ایجاد کردند که از نظر اندازه و شکل مشابه با آن گروهی بودند که بر روی سطح واقعی کلاه یخی مشاهده شدند.

شباهت بین نوسانات توپوگرافی ایجاد شده توسط مدل و مشاهدات فضاپیمای واقعی، همراه با شواهد رادار نفوذ یخ قبلی نشان می‌دهد که تجمع آب مایع در زیر کلاهک یخی قطب‌جنوبی مریخ وجود دارد و فعالیت ماگمایی اخیرا در زیر خاک مریخ رخ داده‌است تا گرمایش زمین گرمایی پیشرفته مورد نیاز برای حفظ آب در حالت مایع را ممکن سازد.

آرنولد گفت: «کیفیت داده‌هایی که از مریخ، از ماهواره‌های مداری و هم‌چنین از مردم خشکی می‌آیند، به گونه‌ای است که ما می‌توانیم از آن برای پاسخ به سوالات واقعا دشوار در مورد شرایط، و حتی در سطح سیاره، با استفاده از همان تکنیک‌هایی که بر روی زمین استفاده می‌کنیم، استفاده کنیم.» «استفاده از این تکنیک‌ها برای پیدا کردن چیزهایی در مورد سیارات به غیر از سیاره خودمان، هیجان‌انگیز است.»

این متن با استفاده از ربات ‌ترجمه مقالات نجوم ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.

مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.