امید تازه برای کشف آب مایع در مریخ

مطالعه‌ای جدید نشان می‌دهد شرایط نامعلوم برای وجود آب مایع در مریخ همچنان وجود دارد.

کد خبر: ۱۳۱۹۶۶۹

تاریخ: ۰۶ مرداد ۱۴۰۴ - ۰۴:۰۰

به گزارش تابناک به نقل از ایسنا، دانشمندان به دلیل شرایط سخت، سرد و بسیار خشک در مریخ، مدت‌ها معتقد بودند که آب مایع نمی‌تواند در سطح این سیاره وجود داشته باشد. با این حال، آب مایع یک عنصر اساسی برای حیات است. مطالعات درباره شورآبه‌ها نشان می‌دهد که مناطق پوشیده از یخبندان، امیدوارکننده‌ترین کاندیداها برای سکونت‌پذیری آینده مریخ و کاوش‌های زیست‌شناسی فضایی هستند.

به نقل از اس‌تی‌دی، امیدوارکننده‌ترین احتمال برای وجود حیات در شورآبه‌ها، محلول‌های غنی از نمک است که در دماهای بسیار پایین‌تری نسبت به آب خالص، مایع باقی می‌مانند. با این وجود، هنوز مشخص نبود که آیا چنین شورآبه‌هایی واقعاً در شرایط جوی مریخ می‌توانند تشکیل شوند یا خیر.

«وینسنت شِوریر»(Vincent Chevrier) استاد پژوهشی همکار در مرکز علوم فضایی و سیاره‌ای «دانشگاه آرکانزاس»(Arkansas)، دو دهه را صرف بررسی همین پرسش کرده است. وی اکنون معتقد است که پاسخی دارد و اعلام کرده است: بله، این شورآبه‌ها می‌توانند در مریخ تشکیل شوند.

وی شواهد قانع‌کننده‌ای مبنی بر اینکه شورآبه‌های مایع واقعاً می‌توانند در مریخ تشکیل شوند، ارائه کرده است.

مسیر دو دهه‌ای یک پژوهشگر

«شوریر» با استفاده از داده‌های هواشناسی در مریخ، همراه با مدل‌سازی رایانه‌ای تعیین کرده است که شورآبه‌ها می‌توانند در دوره‌ای کوتاه در اواخر زمستان و اوایل بهار از ذوب یخبندان تشکیل شوند. این امر، این فرض را که مریخ کاملاً عاری از آب مایع در سطح خود است، به چالش می‌کشد و نشان می‌دهد که فرآیندهای مشابه ممکن است در مناطق دیگر دارای یخبندان، به‌ویژه در عرض‌های جغرافیایی میانی تا بالا رخ دهد.

داده‌های فرودگر «وایکینگ ۲»(Viking 2) که در سال ۱۹۷۶ در مریخ فرود آمد، مورد استفاده قرار گرفت، زیرا این تنها ماموریتی بود که به وضوح یخبندان را در مریخ مشاهده، شناسایی و مشخص کرده بود.

ذوب یخبندان بهترین شانس برای یافتن شورآبه‌های مایع در مریخ را ارائه می‌دهد، اما یک مشکل وجود دارد، یخبندان در مریخ تمایل به تصعید سریع دارد، به این معنی که به دلیل شرایط جوی منحصربه‌فرد مریخ، از حالت جامد به گاز تبدیل می‌شود، بدون اینکه زمانی را در حالت مایع بگذراند.

«شوریر» با این وجود با بررسی داده‌های «وایکینگ ۲»، همراه با داده‌های پایگاه داده آب و هوای مریخ توانست تعیین کند که در اواخر زمستان و اوایل بهار، بازه زمانی کوتاهی وجود دارد که شرایط برای تشکیل شورآبه‌ها مناسب است. دوره‌ای به مدت یک ماه مریخی، تقریباً معادل دو ماه زمینی وجود دارد که شرایط در دو بازه زمانی در طول روز ایده‌آل است. این دو بازه شامل تقریباً اوایل صبح و اواخر بعد از ظهر است.

مقادیر زیادی نمک در مریخ وجود دارد و «شوریر» مدت‌ها حدس زده بود که پرکلرات‌ها امیدوارکننده‌ترین نمک‌ها برای تشکیل شورآبه خواهند بود، زیرا آنها «دماهای یوتکتیک»(eutectic temperatures) بسیار پایینی دارند که نقطه ذوب مخلوط نمک و آب است. شورآبه کلسیم پرکلرات در دمای منفی ۷۵ درجه سانتی‌گراد جامد می‌شود، در حالی که دمای متوسط سطح مریخ در خط استوا منفی ۵۰ درجه سانتی‌گراد است که نشان می‌دهد ممکن است منطقه‌ای وجود داشته باشد که شورآبه کلسیم پرکلرات بتواند در آن مایع بماند.

«دمای یوتکتیک» پایین‌ترین دمای ذوب ماده‌ای است که در آن کریستال‌های منجمد و فاز مایع در حالت تعادل بدون اینکه از هم جدا شوند،‌ با هم وجود دارند. این حالت ممکن است برای یک مایع و یا مخلوطی از مایعات باشد.

مکان و زمان شورآبه‌ها

مدل‌سازی بر اساس داده‌های شناخته شده تأیید کرد که دو بار در روز به مدت یک ماه در اواخر زمستان و اوایل بهار، بازه زمانی کاملی وجود دارد که شورآبه‌های کلسیم پرکلرات می‌توانند تشکیل شوند، زیرا دما درست در اطراف نقطه مطلوب منفی ۷۵ درجه سانتی‌گراد نوسان می‌کند. در زمان‌های دیگر روز، هوا یا خیلی گرم یا خیلی سرد است.

اگرچه یافته‌های «شوریر» اثبات قطعی شورآبه‌ها نیستند، اما شواهد قوی برای وجود آنها در مقادیر کم و به صورت مکرر ارائه می‌دهند. حتی اگر شواهد مستقیمی از شورآبه کلسیم پرکلرات که توسط یک فرودگر در گذشته یا آینده شناسایی شده باشد، وجود داشت، مقدار آن زیاد نبود. کلسیم پرکلرات تنها حدود ۱ درصد از سنگ‌پوشه مریخ را تشکیل می‌دهد و یخبندانی که در مریخ تشکیل می‌شود بسیار نازک و ضخامت آن کمتر از یک میلی‌متر است. بنابراین بعید است که آب زیادی تولید کند که بتواند از حیات انسانی پشتیبانی کند.

با این حال این بدان معنا نیست که این سیاره نمی‌توانسته از حیاتی که با سیاره‌ای بسیار سردتر و خشک‌تر سازگار شده بود، پشتیبانی کند. در هر صورت، «شوریر» از اینکه شورآبه‌ها تحت شرایط تثبیت شده تشکیل می‌شوند، دلگرم شده و منتظر تأیید بیشتر است. وی در نتیجه‌گیری مطالعه خود می‌نویسد: همبستگی قوی بین تشکیل شورآبه و چرخه‌های فصلی یخ‌بندان، دوره‌های مشخصی را برجسته می‌کند که فعالیت گذرا آب بیشترین احتمال را دارد. این امر می‌تواند برنامه‌ریزی پژوهشی زیست‌شناسی فضایی آینده را هدایت کند.

وی افزود: فرودگرهای رباتیک مجهز به رطوبت‌سنج‌ها، جهت اندازه‌گیری رطوبت هوا و حسگرهای شیمیایی می‌توانند این بازه‌های فصلی را هدف قرار دهند تا تشکیل شورآبه را مستقیم تشخیص دهند و محدوده‌های زمانی را که این مایعات در آن باقی می‌مانند، تعیین کنند.

این یافته‌ها در مجله Nature Communications Earth and Environment منتشر شده است.