تصور کنید مریخ نه به‌عنوان یک سیاره سرد، خشک و غبارآلود، بلکه به‌عنوان مکانی معتدل با آسمان ابری، بارش باران و رودخانه‌هایی که در سطح آن دره‌هایی را حفر کرده‌اند.
بر اساس مطالعه‌ای جدید از سوی دانشمندان دانشگاه کلرادو بولدر، این تصویر ممکن است میلیاردها سال پیش واقعیت داشته باشد. این پژوهش نشان می‌دهد مریخ زمانی تحت تأثیر چرخه‌های آب‌وهوایی بوده است.
معمای دیرینه آب‌وهوای مریخ
به گفته پژوهشگران، مشاهدات مربوط به شبکه‌های بزرگ دره‌ها نشان می‌دهد که این ساختارها احتمالاً توسط جریان آب شکل گرفته‌اند. با این حال، اکثر مدل‌های اقلیمی قادر نیستند دمایی بالاتر از نقطه انجماد را برای مریخ حفظ کنند.
آیا بارش باران رودخانه‌های مریخ را تغذیه کرده است؟
فرضیه بارش به‌عنوان منبع اصلی آب
پژوهشگران معتقدند شبکه‌های آشنای دره‌ها و کانال‌هایی که سطح مریخ را پوشانده‌اند، تنها توسط یخ‌های ذوب‌شده ایجاد نشده‌اند، بلکه بارش باران یا برف در دوره‌های طولانی، رودخانه‌هایی را شکل داده‌اند که این دره‌ها را حفر کرده‌اند.
این یافته‌ها به نظریه مریخ گرم و مرطوب در گذشته اعتبار بیشتری می‌بخشند و می‌توانند توضیحی برای ویژگی‌های زمین‌شناسی باشند که امروزه از فضا مشاهده می‌کنیم.
«می‌توانید تصاویر گوگل ارث از مناطقی مانند یوتا را مشاهده کنید، و شباهت‌هایی با مریخ خواهید دید.» – آماندا استکل، نویسنده اصلی مطالعه، از مؤسسه فناوری کالیفرنیا
راز وجود آب در مریخ
اکنون اکثر محققان توافق دارند که در دوره‌ای از تاریخ مریخ – به‌ویژه در دوران نوآخیان (از حدود ۴.۱ تا ۳.۷ میلیارد سال پیش) – آب در سطح این سیاره وجود داشته است. با این حال، درباره منبع آن اختلاف‌نظرهایی وجود دارد.
برخی معتقدند مریخ همیشه سیاره‌ای سرد و خشک بوده و تنها نور خورشید، یخ ارتفاعات را تا حدی ذوب می‌کرده است. اما گروهی دیگر معتقدند که مریخ اقلیم گرم‌تری داشته که امکان بارش مداوم یا ذوب برف را فراهم می‌کرده است.
شبیه‌سازی رودخانه‌های مریخی
استفاده از مدل‌سازی زمین‌شناسی
برای بررسی این فرضیه‌ها، تیم تحقیقاتی از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای استفاده کرد تا ببیند کدام شرایط می‌تواند بهتر شبکه‌های باستانی دره‌ها را در مریخ توضیح دهد. این شبیه‌سازی‌ها با استفاده از نرم‌افزاری که در ابتدا برای مطالعات زمین طراحی شده بود، انجام شد و برای مریخ تطبیق داده شد.
دو سناریوی متفاوت
پژوهشگران یک مریخ دیجیتال ایجاد کردند که زمین‌نگاری نواحی نزدیک به استوا – جایی که بسیاری از سیستم‌های دره‌ای قرار دارند – را شبیه‌سازی می‌کرد. آن‌ها دو سناریو را مدل‌سازی کردند:
- سناریوی اول: منبع آب ناشی از ذوب کلاهک‌های یخی
- سناریوی دوم: آب حاصل از بارش مستقیم باران یا برف
در بازه‌های زمانی شبیه‌سازی‌شده از ده‌ها هزار تا صدها هزار سال، آب در سطح شبیه‌سازی‌شده جریان یافت. هر سناریو اثرات منحصر‌به‌فردی به جا گذاشت.
تفاوت در محل شروع دره‌ها
«ما دریافتیم که تفاوت اصلی بین این سناریوها، در محل آغاز شکل‌گیری دره‌ها بود.»
در شبیه‌سازی ذوب یخ، دره‌ها عمدتاً در اطراف لبه‌های نواحی یخی و در ارتفاعات بالا ایجاد شدند. اما در سناریوی بارش، سرآغاز دره‌ها در طیف گسترده‌ای از ارتفاعات – از دشت‌های پست گرفته تا نواحی بالاتر از ۳۳۰۰ متر – ظاهر شدند.
نقش بارندگی در شکل‌گیری دره‌ها
«ارائه بیانیه قطعی بسیار دشوار است، اما ما شاهد آغاز دره‌ها در ارتفاعات مختلف هستیم و توضیح این موضوع صرفاً با ذوب یخ سخت است.» – استکل
نتایج نشان داد که دره‌هایی که در اثر بارش ایجاد شده‌اند، شباهت بیشتری با سطح واقعی مریخ – آن‌طور که در تصاویر ماهواره‌ای ناسا دیده می‌شود – دارند.
تصاویر مأموریت‌های ناسا
تصاویر مأموریت‌های Mars Global Surveyor و Odyssey نشان داد که دره‌ها در سناریوی ذوب یخ، فقط در ارتفاعات خاصی شکل گرفته‌اند. در حالی که در صورت وجود بارش پراکنده، امکان ایجاد سرآغاز دره‌ها در نقاط مختلف وجود دارد.
مریخ همچون کتاب تاریخ
سطح مریخ هنوز نشانه‌هایی از گذشته آبی خود را حفظ کرده است. در اطراف استوا، شبکه‌های گسترده‌ای از کانال‌ها دیده می‌شوند که از ارتفاعات به سمت حوضه‌هایی جریان داشته‌اند – جایی که احتمالاً دریاچه‌ها یا حتی اقیانوس‌هایی در گذشته وجود داشته‌اند.
کاوش دهانه جیزرو توسط مریخ‌نورد استقامت
مریخ‌نورد Perseverance که در سال ۲۰۲۱ فرود آمد، اکنون در حال بررسی دهانه جیزرو است – مکانی که دانشمندان معتقدند روزگاری میزبان یک دریاچه بزرگ بوده که توسط رودخانه‌ای قدرتمند تغذیه می‌شده است.
«برای رسوب‌گذاری آن دسته از صخره‌ها، نیاز به جریان آبی به عمق چندین متر بوده است.» – برایان هاینک، نویسنده ارشد مطالعه
بازسازی گذشته مریخ با شبیه‌سازی‌ها
استکل و هاینک با استفاده از شبیه‌سازی‌های خود، به بررسی محل احتمالی آغاز رودخانه‌های باستانی پرداختند. نتایج آن‌ها نشان می‌دهد که احتمالاً بارش گسترده بیشتر از ذوب گه‌گاه یخ، در شکل‌گیری این دره‌ها نقش داشته است.
درک ما از مریخ در حال تکامل است
اگرچه این پژوهش به‌تنهایی نمی‌تواند به‌طور کامل توضیح دهد که چگونه مریخ به‌اندازه‌ای گرم بوده که بتواند بارش یا ذوب برف را ممکن سازد، اما قطعه دیگری به پازل پیچیده اقلیم باستانی مریخ می‌افزاید.
«زمانی که فرسایش ناشی از جریان آب متوقف شد، مریخ انگار در زمان منجمد شد و احتمالاً هنوز هم شباهت زیادی به زمین ۳.۵ میلیارد سال پیش دارد.» – برایان هاینک
مریخِ امروز خشک و بی‌روح است، اما سطح آن همچنان داستان‌هایی از زمانی روایت می‌کند که آب چشم‌اندازش را شکل می‌داد – داستان‌هایی که ممکن است ما را در درک بهتر مریخ و حتی زمین یاری دهند.
این مطالعه کامل در مجله Journal of Geophysical Research: Planets منتشر شده است.
