منذ مليارات السنين ، كان للمريخ ماء سائل على سطحه في شكل بحيرات وجداول وحتى محيط غطى معظم نصف الكرة الشمالي. الدليل على هذا الماضي الدافئ والأكثر رطوبة مكتوب في العديد من الأماكن عبر المناظر الطبيعية في شكل مراوح الغريني ، والدلتا ، ورواسب الطين الغنية بالمعادن. ومع ذلك ، لأكثر من نصف قرن ، كان العلماء يناقشون ما إذا كانت المياه السائلة موجودة على كوكب المريخ اليوم أم لا.
وفقًا لبحث جديد أجراه نوربرت شورغوفر - كبير العلماء في معهد علوم الكواكب - قد تتشكل المياه المالحة بشكل متقطع على سطح المريخ. في حين أن العمر قصير جدًا (بضعة أيام فقط في السنة) ، فإن الحضور المحتمل لمحلول ملحي موسمي على سطح المريخ سيخبرنا كثيرًا عن الدورات الموسمية للكوكب الأحمر ، بالإضافة إلى المساعدة في حل أحد أسراره الأكثر ديمومة.
ظهرت دراسة Schorghofer بعنوان "كوكب المريخ: التقييم الكمي لذوبان الزعفران وراء الصخور" مؤخرًا في المجلة الفيزيائية الفلكية. لمعالجة مسألة ما إذا كان الصقيع الموسمي للمياه يمكن أن يذوب ، وبالتالي إنتاج الماء السائل ، نظر Schorghofer في مجموعة من النماذج الكمية ، بالإضافة إلى معلومات محدثة عن الحمل الحراري الحراري ونموذج توازن الطاقة السطحية ثلاثي الأبعاد.
في حين أن الكثير من الماء الذي كان موجودًا على كوكب المريخ قد تم الحفاظ عليه في شكل أغطية جليدية قطبية ، فمن الصعب جدًا تحديد وجود الماء السائل. يخضع الكوكب لدورات موسمية مثل الأرض ، مما قد يؤدي إلى استنتاج أن هذا الجليد يذوب دوريًا. ومع ذلك ، فإن البيئة ذات الضغط المنخفض والتغيرات السريعة في درجة الحرارة على المريخ تتسبب في تسامع هذا الجليد لفترة طويلة قبل أن يصل إلى نقطة انصهاره.
على المريخ ، يتراوح الضغط الجوي من 0.4 إلى 0.87 كيلوباسكال (kPa) ، وهو ما يعادل أقل من 1 ٪ من الأرض عند مستوى سطح البحر. هذا يضعها بالقرب من ضغط النقطة الثلاثية H2س - الضغط الأدنى الضروري لوجود الماء السائل. وفي الوقت نفسه ، يسخن السطح بسرعة كبيرة عند تعرضه لأشعة الشمس ، مما يؤدي إلى تغيرات هائلة في درجة الحرارة على مدار اليوم.
كما أوضح Schorghofer في بيان صحفي حديث لـ PSI:
"يحتوي المريخ على الكثير من المناطق الباردة الغنية بالجليد والكثير من المناطق الدافئة الخالية من الجليد ، ولكن المناطق الجليدية حيث ترتفع درجة الحرارة فوق نقطة الانصهار هي بقعة حلوة يكاد يكون من المستحيل العثور عليها. تلك البقعة الحلوة هي المكان الذي ستتشكل فيه المياه السائلة. "
يتصور شورغوفر أن هذه "البقع الحلوة" تقع في خطوط العرض الوسطى حول التضاريس البارزة (مثل الصخور والتكوينات الصخرية الطويلة). خلال فصل الشتاء ، كانت هذه المناطق تلقي بظلالها باستمرار ، مما يخلق بيئات درجة حرارة شديدة البرودة حيث يمكن أن يتجمع فيها الصقيع.
عندما يأتي الربيع ، ستصبح هذه البقع نفسها عرضة لأشعة الشمس المباشرة. سيؤدي هذا إلى تسخين الصقيع المائي ليغلق بالقرب من نقطة انصهار الماء بعد يوم أو يومين من المريخ (المعروف أيضًا باسم sols). وفقًا لحسابات نموذج Schorghofer التفصيلية ، ستتغير درجة الحرارة بسرعة كبيرة ، حيث ترتفع من -128 درجة مئوية (-200 درجة فهرنهايت) في الصباح إلى -10 درجة مئوية (14 درجة فهرنهايت) عند الظهر.
أينما تكونت رواسب الصقيع المائية هذه على أرض غنية بالملح ، ستنخفض نقطة انصهارها إلى النقطة التي تذوب عند -10 درجة مئوية. هذا يعني أنه ليس كل الصقيع يتسامح ويصبح غازيًا. يتحول بعضها إلى محلول ملحي يستمر حتى يذوب الجليد بالكامل أو يتحول إلى بخار. سيتكرر هذا النمط الموسمي مرة أخرى في العام التالي.
مثلما يحدث في المنطقة القطبية الجنوبية ، يمكن أن تتجمد الصقيع من ثاني أكسيد الكربون أيضًا خلال فصل الشتاء في المناطق المظللة خلف التضاريس البارزة. وبالتالي فإن ذوبان الصقيع المائي لن يحدث إلا بعد تبخر الثلج الجاف - وهي النقطة التي يشير إليها العلماء باسم "تاريخ الزعفران". بعد مرور هذا التاريخ ، سيبدأ الجليد أو السائلان في الذوبان لتكوين ماء - يُعرف باسم "ذوبان الزعفران".
تستند هذه النتائج إلى التجارب السابقة التي أجرتها وكالة ناسا والتي أظهرت كيف أن البيئات الغنية بالكلورات على كوكب المريخ ستكون المكان الأكثر احتمالًا للعثور على الماء. أجرت العديد من الفرق العلمية أبحاثًا مماثلة تساءلت عما إذا كانت السمات الموسمية حول المناطق الاستوائية في كوكب المريخ - والمعروفة باسم خط الانحدار المتكرر (RSL) أو "خطوط المنحدر" - هي نتيجة لتكوين محلول ملحي.
حتى الآن ، هناك أدلة متضاربة حول أسباب هذه السمات وما إذا كانت نتيجة للانهيارات الرملية (الآليات "الجافة") أو المياه السائلة من ينابيع المياه الجوفية ، أو ذوبان الجليد السطحي ، أو تكوين المحاليل الملحية (الآليات "الرطبة") . وكما أوضح Schorghofer ، فإن بحثه ونمذجته يعدان مؤشرًا إضافيًا على أن المدرسة الفكرية "الرطبة" صحيحة.
"إن الإجابة على السؤال عما إذا كان ذوبان الزعفران للجليد المائي الموسمي يحدث بالفعل على سطح المريخ يتطلب عددًا كبيرًا من الحسابات الكمية التفصيلية - فالأرقام مهمة حقًا. لقد استغرق تطوير النماذج الكمية اللازمة عقودًا ".
هذا الصيف ، وكالة ناسا مارس 2020 ستنطلق المركبة روفر من كيب كانافيرال لتبدأ رحلتها التي تستغرق ستة أشهر إلى المريخ. بمجرد وصولها ، سوف تنضم حب الاستطلاع ومجموعة من المهام الأخرى التي تبحث حاليًا عن دليل على ماضي المريخ المائي. مع أي حظ ، سيتم أيضًا العثور على بعض الأدلة المباشرة على وجود الماء السائل هناك! وبصرف النظر عن تسوية نقاش استمر لعقود ، سيكون خبراً ساراً لكل من يأمل في الذهاب إلى هناك في المستقبل!
