دانشمندان ناسا سرانجام راز عنکبوت‌های عجیب مریخ را کشف کردند
دانشمندان ناسا ساختارهای عنکبوتی مریخ را در آزمایشگاه بازآفرینی کرده‌اند تا فرایندهای تشکیل آنها را بهتر درک کنند.
اگر به تصاویر ثبت‌شده با دوربین مدارگرد شناسایی مریخ (Mars Reconnaissance Orbiter) نگاهی بیندازیم، ساختارهای عنکبوتی عجیبی می‌بینیم. این ساختارهای چین‌خورده سال 2003 شناسایی شدند اما تاکنون چگونگی تشکیل آنها ناشناخته باقی مانده بود. حال دانشمندان ناسا توانسته‌اند با بازآفرینی این ساختارهای عنکبوتی، راز شکل‌گیری آنها را برملا کنند.
به گزارش Sciencealert، دانشمندان ناسا الگوهای چین‌خورده مریخ را که شبیه عنکبوت‌های سیاه به نظر می‌رسند، در آزمایشگاه بازآفرینی کرده‌اند تا فرایندهای شکل‌گیری آنها را بهتر درک کنند. به گفته دانشمندان، این ساختارهای شگفت‌انگیز به عملکردهای زمین‌ساختی غیرمعمول مریخ مربوط می‌شوند.
کشف راز عنکبوت‌های عجیب مریخ
این تصویر که با دوربین HiRISE مدارگرد «شناسایی مریخ» (Mars Reconnaissance Orbiter) ناسا ثبت شده است، اشکال تاریک و لکه‌های روشنی را روی تپه‌های شنی در منطقه قطب شمال مریخ نشان می‌دهد. لکه‌های روشن مناطقی هستند که در آنها دی‌اکسیدکربن منجمد تصعید و به گاز تبدیل شده و سپس فوران کرده و مواد تیره‌تر را روی سطح پخش کرده است.
تاکنون فرضیه‌های مختلفی درباره چگونگی شکل‌گیری این ساختارهای عجیب مطرح شده است. یکی از معروف‌ترین فرضیه‌ها بیان می‌کند که نوسانات دما و فشار می‌تواند باعث تصعید یخ دی‌اکسیدکربن در جو مریخ شود و این ساختارها را به وجود آورد. حال دانشمندان این فرضیه را در آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا (JPL) آزمایش کرده‌اند.
تشکیل فواره‌های دی‌اکسیدکربن با تصعید لایه‌های یخ در کلاهک قطبی مریخ
این ساختارهای عجیب در فصل بهار در قطب جنوب مریخ شکل می‌گیرند. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که دی‌اکسیدکربن منجمد با افزایش دما به گاز تبدیل می‌شود.
براساس این فرضیه، مریخ جو نازک و رقیقی دارد که ۹۵ درصد آن از دی‌اکسیدکربن تشکیل شده است. وقتی زمستان در مریخ فرامی‌رسد، دی‌اکسیدکربن منجمد می‌شود و لایه‌ای ضخیم روی سطح مناطق قطبی سیاره تشکیل می‌دهد. این لایه برای ماه‌ها خاموش و بدون تغییر باقی می‌ماند.
با نزدیک شدن بهار، دما به‌تدریج افزایش می‌یابد. نور خورشید از لایه نیمه‌شفاف دی‌اکسیدکربن منجمد عبور کرده و سطح زیرین آن را گرم می‌کند. این گرمایش باعث می‌شود دی‌اکسیدکربن منجمد مستقیماً از حالت جامد به گاز تبدیل شود (فرایند تصعید) و بخار حاصل از آن زیرِ لایه جامد دی‌اکسیدکربن جمع می‌شود.
این گاز به‌تدریج از طریق منافذ لایه به بیرون نشت کرده و به‌شکل آبفشان‌ها فوران می‌کند. این آبفشان‌ها مواد تیره‌تر، ازجمله ذرات شن و گردوغبار، را روی سطح یخ‌زده پخش می‌کنند و الگوهای تاریک و پیچیده‌ای ایجاد می‌کنند که از فضا به‌وضوح قابل‌مشاهده‌اند.
دوربین مدارگرد شناسایی مریخ این تصویر را در مه ۲۰۱۸ ثبت کرده است. این تصویر کلاهک یخی دی‌اکسیدکربن را نشان می‌دهد که منطقه را پوشانده است و با بازگشت خورشید در بهار، «عنکبوت‌های مریخ» بیرون می‌آیند.
بعضی از این فواره‌های دی‌اکسیدکربن به‌اندازه‌ای قدرتمند هستند که می‌توانند لکه‌های تیره به بزرگی یک کیلومتر ایجاد کنند. این فواره‌ها با انرژی قابل‌توجهی فعال می‌شوند و می‌توانند با سرعتی تا حدود ۱۶۰ کیلومتربرساعت فوران کنند.
شکل‌گیری
این تصویر شماتیک نشان می‌دهد که با فرارسیدن بهار، یخ دی‌اکسیدکربن توسط تابش خورشید گرم می‌شود و با تبدیل شدن آن به گاز، فشار افزایش می‌یابد. گاز تولیدشده از طریق نقاط ضعیف در لایه یخ فوران کرده و لکه‌های تیره‌ای از گردوغبار را روی سطح مریخ پراکنده می‌کند.
گاهی این فوران‌ها مناطق تیره‌ای زیر لایه یخ ایجاد می‌کنند که شکلی شبیه به عنکبوت دارند. دانشمندان این پدیده‌ها را «زمین‌های عنکبوتی» یا «آرانی‌فرم» (Araneiform Terrain) نامیده‌اند. این ساختارها معمولاً به‌صورت خوشه‌ای یافت می‌شوند و به سطح مریخ ظاهری چین‌خورده و منحصربه‌فرد می‌بخشند.
«لورن مک‌کئون»، ژئومورفولوژیست سیاره‌ای از آزمایشگاه JPL و محقق اصلی این پژوهش می‌گوید: «عنکبوت‌ها ویژگی‌های زمین‌شناسی عجیب و درعین‌حال زیبایی هستند که بسیار شگفت‌انگیزند.»
فرایندی که توضیح می‌دهد چگونه چرخه دی‌اکسیدکربن این ویژگی‌ها را ایجاد می‌کند، مدل کیفر (Keiffer Model) نامیده می‌شود. «هیو کیفر» که در زمان معرفی این مدل، با سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده همکاری می‌کرد، به‌همراه همکارانش در سال ۲۰۰۶ مقاله‌ای در مجله نیچر منتشر کردند که این مدل را توضیح می‌داد.
کیفر و همکارانش در مقاله خود نوشتند:
«پیشنهاد می‌کنیم که کلاهک یخی فصلی، لایه‌ای نفوذناپذیر و نیمه‌شفاف از یخ دی‌اکسیدکربن تشکیل می‌دهد که از پایین تصعید می‌شود و گاز پرفشاری را زیر این لایه حبس می‌کند.
این گاز، یخ را به حالت شناور درمی‌آورد و در نهایت باعث ترکیدن آن می‌شود. این فرایند منجر به تشکیل منافذ پرسرعت دی‌اکسیدکربن می‌شود که ذرات شن‌مانند را به‌شکل فواره‌هایی به بیرون پرتاب می‌کنند و لکه‌ها را ایجاد کرده و کانال‌ها را فرسایش می‌دهند.»
ناسا اکنون درحال آماده‌سازی مأموریت‌های جدیدی است تا به این پرسش پاسخ دهد که چرا زمین‌های عنکبوتی فقط در برخی مناطق خاص مریخ ظاهر می‌شوند. دانشمندان همچنین می‌خواهند چگونگی شکل‌گیری و رشد این ساختارها را بهتر درک کنند. این تحقیقات می‌توانند پنجره‌ای جدید به‌سوی درک بهتر فرایندهای زمین‌شناسی و آب‌وهوایی مریخ باز کنند.
