2021-03-25
وفقاً لبحث جديد أعده باحثون في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتيك) ومختبر الدفع النفاث، فإن كميات كبيرة من مياه المريخ- ما بين 30 و99%- ما زالت محتجزة داخل المعادن في قشرة الكوكب.
ووجد فريق الباحثين أنه منذ حوالي 4 مليارات سنة كان المريخ يحتوي على قدر كافٍ من المياه لتغطية الكوكب بأكمله، مع وجود محيط يتراوح عمقه ما بين 100 - 1500 متر، أي ما يعادل تقريباً نصف مساحة وعمق المحيط الأطلسي في الأرض، لكنه جف منذ 3 مليارات عام.
سعى العلماء في السابق إلى شرح ما حدث للمياه المتدفقة على المريخ، واقترحوا أنها ربما تكون قد تسربت إلى الفضاء، وكانت ضحية لانخفاض جاذبية الكوكب. على الرغم من أن بعض مياه المريخ تلاشت بتلك الطريقة، يبدو الآن أن هذا ليس السبب الوحيد وراء اختفاء الماء.
قالت المؤلفة الرئيسية للورقة البحثية، إيفا شيلر، إن تسرب الماء للغلاف الجوي لا يفسر بشكل كامل البيانات التي جمعها الباحثون عن كمية الماء التي كانت موجودة بالفعل على كوكب المريخ.
درس الفريق كمية الماء على سطح المريخ بمرور الوقت بجميع أشكاله (سائل، جليد، بخار) والتركيب الكيميائي للغلاف الجوي الحالي للكوكب والقشرة من خلال تحليل النيازك، واستخدام البيانات التي قدمتها مركبات المريخ والمركبات المدارية، مع مراعاة نسبة الديوتيريوم إلى الهيدروجين.
يتكون جُزيء الماء من ذرتين من الهيدروجين وذرة واحدة من الأكسجين، لكن ليست كل ذرات الهيدروجين متساوية في الحجم أو الشكل أو التركيب الذري. فهناك نوعان من النظائر المستقرة للهيدروجين. تحتوي الغالبية العظمى من ذرات الهيدروجين على بروتون واحد فقط داخل نواة الذرة، بينما يوجد جزء صغير (حوالي 0.02%) من الديوتيريوم، أو ما يسمى الهيدروجين الثقيل الذي يحتوي على بروتون ونيوترون في النواة.
يمكن أن يتسلل الهيدروجين الأخف وزناً، المعروف أيضاً باسم البروتيوم، بصورة أسهل من جاذبية الكوكب إلى الفضاء مقارنة بنظيره الأثقل. لهذا السبب، فإن تسرب مياه المريخ عبر الغلاف الجوي العلوي من شأنه ترك بصمة واضحة على نسبة الديوتيريوم إلى الهيدروجين في الغلاف الجوي.
مع ذلك، وجد الباحثون أن فقدان الماء من خلال تسربه إلى الغلاف الجوي لا يمكنه تفسير وجود تركيزات الديوتيريوم المرصودة في الهيدروجين في الغلاف الجوي للكوكب الأحمر وكميات المياه الكبيرة التي كانت على سطحه في الماضي.
لذلك اقترح البحث استخدام طريقة تعتمد على آليتين: حصر المعادن في قشرة الكوكب وفقدان الماء في الغلاف الجوي.
يتشكل الطين والمعادن المائية الأخرى التي تحتوي على الماء عند تفاعل المياه مع الصخور. تحدث هذه العملية على الأرض وكذلك المريخ. ونظراً لأن الأرض نشطة تكتونياً (أي أن طبقاتها تتحرك باستمرار) فإن القشرة القديمة تذوب مع مرور الوقت، وتشكل قشرة جديدة على حدود الصفائح التكتونية، وتعيد تدوير المياه والجزئيات الأخرى إلى الغلاف الجوي من خلال البراكين. لكن لأن المريخ غير نشط من الناحية التكتونية فإن جفاف السطح يكون دائماً.
وأضافت بيثاني إيلمان، أحد المشاركين في البحث، أنه من الواضح أن التسرب للغلاف الجوي له دور في فقدان الماء، لكن النتائج التي توصلت إليها بعثات المريخ في العقد الأخير أشارت إلى حقيقة وجود خزان ضخم من المعادن المائية القديمة التي تسبب تكوينها في تقليل نسبة الماء مع مرور الوقت.
من جهتها، أوضحت شيلر أن هذه المياه احتُجزت في وقت مبكر، ولم يُعَد تدويرها مرة أخرى.
وأكد البحث الذي اعتمد على بيانات من تحليل النيازك، والرصد التلسكوبي وبيانات الأقمار الصناعية والعينات التي تم تحليلها بواسطة المركبات الجوالة على المريخ أهمية وجود طرق متعددة لاستكشاف الكوكب الأحمر.