چگونگی گرم بودن مریخ در گذشته

ساینس نوشت: دهه‌ها تناقضی آشکار دانشمندان را متحیر کرده است، زمانی که در مریخ رودخانه‌ها جاری بودند این سیاره آفتابی کمتر از یک سوم آفتاب موجود در زمین داشته است.

نتایج تحقیق جدید به سرپرستی ادوین کایت، دانشمند سیاره‌ای دانشگاه شیکاگو، استادیار علوم ژئوفیزیک و متخصص اقلیم سایر جهان با استفاده از یک مدل رایانه‌ای توضیحی امیدوارکننده ارائه کرده است. نتایج تحقیقات وی بیان می‌کند، مریخ لایه نازکی از یخ و ابرهایی با ارتفاع زیاد داشته که باعث ایجاد اثر گلخانه‌ای می‌شدند.

کایت اظهار کرد: «عدم توانایی ما برای بیان ارتباط بین شواهد و توضیح این شواهد از نظر فیزیک و شیمی خجالت‌آور است و این فرضیه تا حد زیادی به دنبال رفع این شکاف است.»

از توضیحات متعددی که دانشمندان پیش از این ارائه کرده بودند، تاکنون هیچ کدام کاملا مفید واقع نشدند. به‌عنوان مثال برخی اظهار کردند که برخورد سیارکی عظیم توانسته انرژی جنبشی کافی برای گرم کردن این سیاره را آزاد کند اما محاسبات دیگر نشان داده است که این اثر فقط برای یک یا دو سال ادامه خواهد داشت اما مسیر رودخانه‌ها و دریاچه‌های باستان نشان می‌دهد که گرم بودن مریخ احتمالا حداقل صدها سال ادامه داشته است.

کایت و همکاران وی توضیحی جایگزین ارائه کردند که ابرهایی با ارتفاع زیاد مانند ابرهای سیروس زمین گرمابخش مریخ بودند. حتی مقدار کمی ابر در اتمسفر می‌تواند به‌طور قابل توجهی درجه حرارت یک سیاره را افزایش دهد، یعنی اثر گلخانه‌ای مشابه دی اکسید کربن در جو ایجاد کند.

این ایده اولین بار در سال ۲۰۱۳ مطرح شده بود اما کنار گذاشته شد زیرا گفته شد که فقط در صورت کارایی ابرها با خواص غیرقابل تصور این ایده کارساز خواهد بود. به‌عنوان‌مثال، مدل‌های ارائه شده، نشان دادند که آب باید مدت زیادی در جو باقی بماند، بسیار بیشتر از آنچه که معمولا در زمین وجود دارد، بنابراین کل فرضیه بعید به نظر می‌رسد.

کایت و همکاران وی با استفاده از یک مدل سه بعدی از جو کل سیاره به کار خود ادامه دادند و قطعه گمشده این فرضیه میزان یخ روی سیاره بود. اگر قسمت‌های زیادی از مریخ با یخ پوشیده شده باشد، این امر باعث ایجاد رطوبت سطحی می‌شود که ابرهای کم ارتفاع ایجاد می‌کنند و تصور نمی‌شود که این سیارات خیلی گرم شوند (یا حتی می‌توانند آنها را خنک کنند، زیرا ابرها نور خورشید را بر سیاره منعکس نمی‌کنند).

اما اگر فقط تکه‌های یخ وجود داشته باشد، مانند قطب‌ها و قله‌های کوه‌ها، هوای سیاره بسیار خشک می‌شود و این شرایط موجب ایجاد ابرهایی با ارتفاع بالا می‌شود که به راحتی سیارات را گرم می‌کنند.

نتایج نشان داد که دانشمندان ممکن است مجبور شوند برخی فرضیات مهم را بر اساس سیاره خاص خودمان کنار بگذارند.

کایت گفت: «در این مدل، ابرها کاملا رفتاری شبیه ابرهای زمینی ندارند. ساخت مدل‌های مبتنی بر شهود زمینی کارساز نخواهد بود، زیرا اصلا چرخه‌ آنها شبیه چرخه آب زمین نیست که آب را به سرعت بین جو و سطح حرکت دهد.»

در مدل کایت اشاره شده است: زمین، مکانی است که تقریبا سه چهارم سطح آن با آب پوشانده شده است، آب بین اقیانوس، جو و زمین به سرعت و ناهموار به‌صورت چرخشی و گردابی حرکت می‌کند به این معنی که بعضی از مکان‌ها بیشتر خشک (صحرا) و بعضی دیگر مملو از آب هستند (آمازون) در مقابل، مریخ حتی در اوج سکونت خود آب بسیار کمتری در سطح خود داشته است. اما وقتی بخار آب در جو قرار می‌گیرد، ماندگار شده است.

کایت گفت: «مدل ما نشان می‌دهد وقتی آب به جو اولیه مریخ منتقل شد، برای مدت زمان طولانی نزدیک به یک سال در آنجا باقی ماند و این شرایط را برای ابرهای با ارتفاع زیاد با عمر طولانی ایجاد می‌کند.»

مریخ نورد استقامت ناسا که به تازگی بر روی مریخ فرود آمده است باید بتواند این ایده را به روش‌های مختلفی مانند تجزیه‌وتحلیل سنگریزه‌ها برای بازسازی فشار جوی گذشته در مریخ آزمایش کند.

دانشمندان گفتند: درک داستان کامل چگونگی به دست آوردن و از دست دادن گرما و جو مریخ کمک می‌کند تا جستجو برای سایر جهان‌های قابل سکونت امکان‌پذیر شود.

کایت گفت: «مریخ مهم است، زیرا تنها سیاره‌ای است که می‌شناسیم و توانایی پشتیبانی از زندگی را داشته و سپس آن را از دست داده است. ثبات طولانی مدت آب‌وهوای زمین قابل توجه است به همین دلیل می‌خواهیم همه روش‌های شکستن ثبات طولانی مدت آب‌وهوای یک سیاره را درک کنیم تا همه راه‌هایی که می‌تواند آن حفظ کند، مشخص شود. این تحقیق زمینه جدیدی از مقایسه سکونت در دیگر سیارات را تعریف می‌کند.»

منبع: ایسنا

46