-
تلسکوپ 14 اینچ دابسونی اسکای‌واچر با لوله جمع شونده و مقر GoTo 1 × 447,500,000 تومان
مجموع: 447,500,000 تومان
مجموع: 447,500,000 تومان
به گزارش ناسا، کشف علت سرخی مریخ، فرضیه‌ی وجود شرایط حیات در گذشته‌ی این سیاره را تقویت می‌کند.
مطالعه بین‌المللی جدیدی که بخشی از بودجه آن توسط ناسا تامین شده، به بررسی چگونگی پیدایش رنگ قرمز نمادین مریخ پرداخته و شواهد بیشتری مبنی بر وجود اقلیمی سرد، مرطوب و بالقوه قابل سکونت در گذشته باستانی این سیاره ارائه می‌دهد. در این مقاله به این میپردازیم که چرا مریخ قرمز است؟
این تصویر که چشم‌اندازی مشابه نمای یک فضاپیما از فاصله ۲۵۰۰ کیلومتری سطح سیاره را به نمایش می‌گذارد، از ۱۰۲ تصویر مدارگرد وایکینگ ترکیب شده است. در مرکز این تصویر (با مختصات عرض جغرافیایی ۸- درجه و طول جغرافیایی ۷۸ درجه)، سامانه دره‌ای عظیم دره مارینر به طور کامل دیده می‌شود. این دره با طولی بیش از ۲۰۰۰ کیلومتر و عمقی تا ۸ کیلومتر، از «ناکتیس لَبیرینتوس» (Noctis Labyrinthus)، مجموعه‌ای از گسل‌های قوسی شکل در غرب، تا نواحی آشوبناک در شرق امتداد یافته است. آبراهه‌های کهن و عظیم فراوانی از نواحی آشوبناک در بخش‌های شمالی-مرکزی دره‌ها سرچشمه گرفته و به سمت شمال جاری بوده‌اند. سه آتشفشان بزرگ منطقه تارسیس (Tharsis) که به صورت لکه‌هایی به رنگ قرمز تیره در غرب تصویر مشخص هستند، هر یک حدود ۲۵ کیلومتر ارتفاع دارند. در جنوب والس مارینریس، منطقه‌ای با قدمت بسیار زیاد و پوشیده از دهانه‌های برخوردی متعدد به چشم می‌خورد.
جو کنونی مریخ برای پشتیبانی طولانی‌مدت از آب مایع، که عنصری حیاتی برای حیات است، بیش از حد سرد و رقیق می‌باشد. با این حال، ماموریت‌های مختلف ناسا و سازمان‌های فضایی بین‌المللی شواهدی یافته‌اند که نشان می‌دهد میلیاردها سال پیش و در دوره‌ای با آب و هوای مساعدتر، آب به وفور در سطح مریخ وجود داشته است. این شواهد شامل عوارضی شبیه به رودخانه‌ها و دریاچه‌های خشک‌شده و همچنین کانی‌هایی است که تنها در حضور آب مایع تشکیل می‌شوند.
نتایج مطالعه‌ای که در نشریه Nature Communications منتشر شد، با افزودن بر این شواهد، بیان می‌کند که کانی غنی از آب و آهن به نام «فِری‌هیدریت» (Ferrihydrite) ممکن است عامل اصلی رنگ قرمز غبار مریخ باشد. پیش از این مشخص بود که غبار مریخی ترکیبی از کانی‌های مختلف از جمله اکسیدهای آهن است و این مطالعه جدید، فر‌ی‌هیدریت را به عنوان یکی از این اکسیدهای آهن و دلیل اصلی رنگ این سیاره معرفی می‌کند.
این یافته سرنخ جذابی از گذشته مرطوب‌تر و بالقوه قابل سکونت‌تر مریخ ارائه می‌دهد، زیرا فِری‌هیدریت در حضور آب و در دماهای پایین‌تری نسبت به سایر کانی‌هایی که پیش‌تر به عنوان عامل سرخی مریخ در نظر گرفته می‌شدند (مانند هماتیت)، تشکیل می‌شود. این موضوع نشان می‌دهد که مریخ، پیش از آنکه میلیاردها سال قبل از محیطی مرطوب به محیطی خشک تبدیل شود، احتمالاً دارای شرایطی بوده که می‌توانسته آب مایع را در سطح خود حفظ کند.
همچنین میتوانید برای مشاوره رایگان از مجموعه طبیعت آسمان شب با شماره ۰۲۱۲۲۲۱۵۹۰۲در تماس باشید
آدام والانتیناس، نویسنده اصلی این مقاله و پژوهشگر پسا دکتری در دانشگاه براون (پراویدنس، رود آیلند) که این کار را در دوره دکتری خود در دانشگاه برن سوئیس آغاز کرده بود، می‌گوید: «پرسش بنیادین درباره علت سرخی مریخ، صدها و شاید هزاران سال است که مطرح بوده است. بر اساس تحلیل‌های ما، معتقدیم که فِری‌هیدریت در همه جای غبار و احتمالاً در سازندهای سنگی مریخ نیز وجود دارد. ما اولین گروهی نیستیم که فِری‌هیدریت را به عنوان عامل سرخی مریخ معرفی می‌کنیم، اما اکنون می‌توانیم با استفاده از داده‌های رصدی و روش‌های نوین آزمایشگاهی، این فرضیه را بهتر بیازماییم و در عمل، غبار مریخی را در آزمایشگاه بازسازی کنیم.»
جرونیمو ویانوئوا، مدیر همکار علوم استراتژیک در بخش اکتشافات منظومه شمسی مرکز پروازهای فضایی گادرد ناسا (گرین‌بلت، مریلند) و یکی از نویسندگان این مطالعه، می‌گوید: «این یافته‌های جدید به گذشته‌ای بالقوه قابل سکونت در مریخ اشاره دارند و ارزش پژوهش‌های هماهنگ میان ناسا و شرکای بین‌المللی آن را در کاوش پرسش‌های بنیادین درباره منظومه شمسی و آینده اکتشافات فضایی برجسته می‌کنند.»
بیشتر بخوانید: راهنمای رصد مریخ
پژوهشگران در این مطالعه، داده‌های چندین ماموریت مریخی را تحلیل کرده‌اند. آن‌ها مشاهدات مداری از ابزارهای نصب‌شده بر روی «مدارگرد شناسایی مریخ» ناسا، و همچنین مدارگردهای «مارس اکسپرس» و «مدارگرد ردیاب گاز» آژانس فضایی اروپا را با اندازه‌گیری‌های سطح‌نشین‌هایی مانند مریخ‌نوردهای «کنجکاوی» (Curiosity)، «سوجورنر» (Sojourner) و «فرصت» (Opportunity) ناسا ترکیب کردند. ابزارهای موجود بر روی این مدارگردها و مریخ‌نوردها، داده‌های طیفی دقیقی از سطح غبارآلود این سیاره ارائه دادند. سپس این یافته‌ها با آزمایش‌های آزمایشگاهی مقایسه شد؛ جایی که تیم تحقیقاتی، نحوه برهم‌کنش نور با ذرات فِری‌هیدریت و دیگر کانی‌ها را در شرایط شبیه‌سازی‌شده مریخ آزمود.
والانتیناس می‌افزاید: «آنچه ما به دنبال درک آن هستیم، اقلیم باستانی مریخ و فرآیندهای شیمیایی نه تنها در گذشته بلکه در زمان حال در این سیاره است. سپس به پرسش حیات‌پذیری می‌رسیم: آیا هرگز حیاتی در آنجا وجود داشته است؟ برای درک این موضوع، باید شرایطی را که در زمان تشکیل این کانی حاکم بوده است، بشناسید. آنچه از این مطالعه می‌دانیم این است که شواهد به تشکیل فِری‌هیدریت اشاره دارند و برای وقوع این امر، باید شرایطی فراهم بوده باشد که در آن اکسیژنِ موجود در هوا یا منابع دیگر، به همراه آب، بتوانند با آهن واکنش دهند. این شرایط با محیط خشک و سرد امروزی مریخ بسیار متفاوت بوده است. با پراکنده شدن این غبار توسط بادهای مریخی در سراسر سیاره، ظاهر قرمز رنگ و نمادین آن شکل گرفته است.»
صحت مدل پیشنهادی این گروه برای تشکیل فِری‌هیدریت، پس از بازگرداندن نمونه‌های مریخ به زمین برای تحلیل‌های دقیق، می‌تواند به طور قطعی مورد آزمایش قرار گیرد.
جک ماسترد از دانشگاه براون، یکی از نویسندگان ارشد این مطالعه، می‌گوید: «این پژوهش واقعاً فرصتی راهگشاست. این مطالعه به ما شانس بهتری می‌دهد تا با به کارگیری اصول مربوط به شرایط و نحوه تشکیل کانی‌ها، به گذشته سفر کنیم. اما موضوع مهم‌تر، بازگرداندن نمونه‌هایی از مریخ است که هم‌اکنون توسط مریخ‌نورد "استقامت" (Perseverance) در حال جمع‌آوری است. وقتی آن نمونه‌ها را دریافت کنیم، می‌توانیم در عمل بررسی کرده و ببینیم آیا این فرضیه درست است یا خیر.»
بخشی از اندازه‌گیری‌های طیفی این پژوهش در آزمایشگاه «آزمایش بازتاب‌سنجی» (RELAB) ناسا در دانشگاه براون انجام شده است. این آزمایشگاه توسط برنامه «تاسیسات توانمندساز علوم سیاره‌ای» ناسا، که بخشی از بخش علوم سیاره‌ای در ستاد مرکزی ناسا در واشنگتن است، پشتیبانی می‌شود.
۱. چرا سیاره مریخ قرمز است؟
بر اساس این مطالعه جدید، عامل اصلی رنگ قرمز مریخ، وجود یک کانی غنی از آب و آهن به نام فِری‌هیدریت (Ferrihydrite) در غبار این سیاره است. این غبار توسط بادهای مریخی در سراسر سطح سیاره پراکنده شده و ظاهر قرمز نمادین آن را ایجاد کرده است.
۲. کانی فِری‌هیدریت چیست و چرا کشف آن مهم است؟
فِری‌هیدریت نوعی اکسید آهن است که برای تشکیل شدن، به حضور آب مایع و اکسیژن در دماهای نسبتاً پایین نیاز دارد. اهمیت آن در این است که وجودش نشان می‌دهد مریخ در گذشته باستانی خود، اقلیمی سرد و مرطوب داشته که قادر به پشتیبانی از آب مایع در سطح خود بوده است.
۳. کشف این کانی چه ارتباطی با احتمال وجود حیات در گذشته مریخ دارد؟
وجود آب مایع، حیاتی‌ترین پیش‌نیاز برای شکل‌گیری حیات آن‌گونه که ما می‌شناسیم، است. از آنجایی که فِری‌هیدریت در حضور آب مایع تشکیل می‌شود، این کشف فرضیه وجود شرایط بالقوه قابل سکونت (Habitable) در گذشته مریخ را به شدت تقویت می‌کند.
۴. دانشمندان چگونه به این نتیجه رسیدند که فِری‌هیدریت عامل سرخی مریخ است؟
آن‌ها داده‌های طیفی جمع‌آوری‌شده از چندین مأموریت فضایی (مانند مدارگردهای ناسا و آژانس فضایی اروپا و مریخ‌نوردهایی مثل کنجکاوی) را با نتایج آزمایش‌های آزمایشگاهی ترکیب کردند. در آزمایشگاه، آن‌ها غبار مریخی را شبیه‌سازی کرده و نحوه تعامل نور با فِری‌هیدریت را در شرایط مریخی بررسی کردند و دریافتند که نتایج با داده‌های رصدی مطابقت دارد.
۵. آیا این فرضیه به طور قطعی اثبات شده است؟
هنوز نه. این یک مدل بسیار قوی بر اساس داده‌های موجود است. اثبات قطعی این فرضیه زمانی ممکن خواهد شد که نمونه‌های جمع‌آوری‌شده از خاک مریخ توسط مریخ‌نورد «استقامت» (Perseverance) به زمین بازگردانده شده و در آزمایشگاه‌های پیشرفته تحلیل شوند.
۶. آیا شرایطی که باعث تشکیل فِری‌هیدریت شده، با شرایط امروز مریخ تفاوت دارد؟
بله، تفاوت بسیار زیادی دارد. امروزه جو مریخ برای وجود آب مایع به صورت پایدار، بسیار سرد و رقیق است. تشکیل فِری‌هیدریت نیازمند یک محیط مرطوب‌تر و احتمالاً جوی ضخیم‌تر در میلیاردها سال پیش بوده است.
۷. چرا دانستن نوع دقیق اکسید آهن (فِری‌هیدریت در مقابل هماتیت) اهمیت دارد؟
زیرا شرایط تشکیل این کانی‌ها متفاوت است. کانی‌های دیگری مانند هماتیت که قبلاً به عنوان عامل سرخی مریخ در نظر گرفته می‌شدند، معمولاً در دماهای بالاتری تشکیل می‌شوند. اینکه فِری‌هیدریت در دمای پایین تشکیل می‌شود، تصویر ما از اقلیم باستانی مریخ را به سمت یک محیط «سرد و مرطوب» به جای «گرم و مرطوب» تغییر می‌دهد.
۸. آیا تمام سیاره مریخ قرمز است یا فقط غبار سطحی آن؟
رنگ قرمز عمدتاً مربوط به غبار بسیار ریز اکسید آهن است که تقریباً تمام سطح سیاره را پوشانده است. در زیر این لایه غبار، سنگ‌های آتشفشانی تیره‌رنگی (مانند بازالت) وجود دارند که رنگ اصلی پوسته مریخ هستند و در برخی نواحی که باد غبار را کنار زده، قابل مشاهده‌اند.
۹. آیا می‌توان گفت که وجود آب در گذشته باعث قرمز شدن مریخ شده است؟
بله، به طور خلاصه می‌توان اینطور گفت. آب یکی از مواد اصلی در واکنش شیمیایی بوده که آهن موجود در سنگ‌های مریخی را اکسید کرده و کانی‌های قرمزرنگی مانند فِری‌هیدریت را به وجود آورده است.
۱۰. این مطالعه توسط چه کسانی و با حمایت چه سازمان‌هایی انجام شده است؟
این یک مطالعه بین‌المللی با هدایت پژوهشگرانی از دانشگاه براون و دانشگاه برن بوده است که بخشی از بودجه آن توسط ناسا (NASA) و با استفاده از داده‌های چندین مأموریت متعلق به ناسا و آژانس فضایی اروپا (ESA) تأمین شده است.
همچنین میتوانید مقاله فوق را از منبع نیز مطالعه فرمائید: منبع
