دانشمندان شواهد جدیدی از آب مایع در مریخ یافته اند

یک تیم بین المللی از محققان شواهد جدیدی برای وجود احتمالی آب مایع در زیر کلاهک یخی قطب جنوبی مریخ یافته اند.

نتایجی که در مجله Nature Astronomy منتشر شده است، اولین شواهد مستقل را با استفاده از داده هایی غیر از رادار نشان می دهد که آب مایع در زیر قطب جنوب مریخ وجود دارد.

محققان به رهبری دانشگاه کمبریج با مشارکت دانشگاه شفیلد، از اندازه‌گیری ارتفاع‌سنج لیزری فضاپیما از شکل سطح بالایی کلاهک یخی برای شناسایی الگوهای ظریف در ارتفاع آن استفاده کردند.

آنها سپس نشان دادند که این الگوها با پیش‌بینی‌های مدل کامپیوتری در مورد چگونگی تأثیر آب زیر کلاهک یخی بر سطح مطابقت دارند.

نتایج آن‌ها با اندازه‌گیری‌های راداری یخ‌نفوذ قبلی که در ابتدا برای نشان دادن یک منطقه بالقوه آب مایع در زیر یخ تفسیر شده بود، مطابقت دارد.

بحث بر سر تفسیر آب مایع از داده های رادار به تنهایی وجود دارد، با برخی از مطالعات نشان می دهد که سیگنال رادار به دلیل آب مایع نیست.

فرانسیس بوچر می‌گوید: «این تحقیقات بهترین نشانه را ارائه می‌کند که امروزه آب مایع در مریخ وجود دارد، زیرا به این معنی است که دو مورد از شواهد کلیدی که ما در جستجوی دریاچه‌های زیر یخچالی روی زمین به دنبال آن هستیم، قبلاً در مریخ پیدا شده‌اند. نویسنده دوم این مطالعه از دانشگاه شفیلد.

بوچر گفت: «آب مایع یک عنصر ضروری برای حیات است، اگرچه این لزوماً به معنای وجود حیات در مریخ نیست.

محققان خاطرنشان می کنند که برای مایع بودن در چنین دماهای پایین، آب زیر قطب جنوب ممکن است واقعاً شور باشد، که زندگی میکروبی را در آن دشوار می کند.

به گفته آنها، با این حال، این امیدواری را ایجاد می کند که در گذشته محیط های قابل سکونت بیشتری وجود داشته است، زمانی که آب و هوا کمتر بخشنده بود.

مریخ مانند زمین دارای کلاهک های یخی ضخیم در هر دو قطب است که حجم کل آن تقریباً معادل ورقه یخی گرینلند است.

با این حال، برخلاف صفحات یخی زمین، که دارای کانال‌های پر از آب و حتی دریاچه‌های زیر یخچالی بزرگ در زیر آن‌ها هستند، تا همین اواخر تصور می‌شد که کلاهک‌های یخی قطبی مریخ به دلیل آب و هوای سرد مریخ تا آخر یخ زده باشند.

در سال 2018، شواهدی از ماهواره Mars Express آژانس فضایی اروپا این فرض را به چالش کشید.

این ماهواره دارای رادار نفوذ یخ به نام MARSIS است که می تواند از طریق کلاهک یخی جنوبی مریخ را ببیند. منطقه ای را در پایه یخ نشان داد که به شدت سیگنال رادار را منعکس می کرد، که به عنوان منطقه ای از آب مایع در زیر کلاهک یخ تعبیر شد.

با این حال، مطالعات بعدی نشان داده است که انواع دیگری از مواد خشک که در سایر نقاط مریخ وجود دارند، اگر در زیر کلاهک یخی وجود داشته باشند، می توانند الگوهای بازتابی مشابهی ایجاد کنند.

با توجه به آب و هوای سرد، آب مایع زیر کلاهک یخی به یک منبع گرمای اضافی مانند گرمای زمین گرمایی از داخل سیاره، در سطوحی بالاتر از آنچه برای مریخ کنونی انتظار می رود، نیاز دارد.

ترکیبی از شواهد توپوگرافی جدید، نتایج مدل کامپیوتری ما و داده‌های راداری، احتمال وجود حداقل یک منطقه از آب مایع زیر یخبندان در مریخ را بسیار بیشتر می‌کند و مریخ باید همچنان از نظر زمین گرمایی فعال باشد تا آب را حفظ کند. پروفسور نیل آرنولد از موسسه تحقیقات قطبی کمبریج که رهبری این مطالعه را بر عهده داشت، گفت: زیر مایع کلاهک یخی.

روی زمین، دریاچه های زیر یخبندان بر شکل ورقه یخی پوشاننده – توپوگرافی سطح آن – تأثیر می گذارند. آب موجود در دریاچه های زیر یخبندان اصطکاک بین ورقه یخ و کف آن را کاهش می دهد که بر سرعت جریان یخ تحت تأثیر گرانش تأثیر می گذارد.

این به نوبه خود بر شکل سطح ورقه یخی در بالای دریاچه تأثیر می گذارد و اغلب باعث ایجاد فرورفتگی در سطح یخ می شود و به دنبال آن ناحیه ای برآمده بیشتر به سمت پایین ایجاد می کند.

این تیم از جمله محققان دانشگاه نانت، کالج دانشگاهی دوبلین و دانشگاه آزاد، از طیف وسیعی از تکنیک‌ها برای بررسی داده‌های ماهواره نقشه‌بردار جهانی مریخ ناسا برای توپوگرافی سطح بخشی از کلاهک یخی قطب جنوب مریخ استفاده کردند که در آن رادار قرار دارد. سیگنال شناسایی شده است.

تجزیه و تحلیل آنها یک موج سطحی به طول 10-15 کیلومتر را نشان داد که شامل یک فرورفتگی و یک منطقه بالا رفته مربوطه است که هر دو از سطح یخ اطراف چندین متر فاصله دارند.

این در مقیاس مشابه امواج بر فراز دریاچه های زیر یخبندان در اینجا روی زمین است. سپس تیم آزمایش کردند که آیا موجی بودن مشاهده شده روی سطح یخ را می توان با آب مایع در بستر توضیح داد.

آنها شبیه سازی هایی از مدل های کامپیوتری جریان یخ را اجرا کردند که با شرایط خاص مریخ سازگار شده بود. آنها سپس تکه ای از اصطکاک بستر کاهش یافته را در بستر ورقه یخی شبیه سازی شده قرار دادند، جایی که آب، در صورت وجود، به یخ اجازه می دهد تا سرخورده و شتاب بگیرد.

محققان همچنین میزان گرمای زمین گرمایی که از درون سیاره می آید را تغییر می دهند. این آزمایش‌ها موج‌هایی را روی سطح یخی شبیه‌سازی‌شده ایجاد کرد که از نظر اندازه و شکل مشابه آن‌هایی بود که تیم روی سطح واقعی کلاهک یخی مشاهده کردند.

به گفته محققان، شباهت بین موج‌های توپوگرافی ایجاد شده توسط مدل و مشاهدات واقعی فضاپیما، همراه با شواهد راداری یخ‌نفوذ قبلی، نشان می‌دهد که انباشته شدن آب مایع در زیر کلاهک یخی قطب جنوبی مریخ وجود دارد.

آنها افزودند که این فعالیت ماگمایی نسبتاً اخیراً در زیرسطح مریخ ظاهر شد تا گرمایش زمین گرمایی تقویت شده مورد نیاز برای حفظ آب در حالت مایع را فراهم کند.