لم يكن المريخ دائمًا الصحراء الباردة المقفرة التي نراها اليوم. هناك المزيد والمزيد من الأدلة على أن الماء كان يتدفق ذات يوم عبر سطح الكوكب الأحمر، الأمر الذي يتطلب وجود غلاف جوي سميك، ولكن فجأة أصبح الغلاف الجوي رقيقًا وأصبح المريخ جافًا
لم يكن المريخ دائمًا الصحراء الباردة المقفرة التي نراها اليوم. هناك أدلة متزايدة على أن المياه كانت تتدفق عبر سطح الكوكب الأحمر منذ مليارات السنين. وإذا كان هناك ماء، فلا بد أن يكون هناك أيضًا غلاف جوي سميك يمنع الماء من التجمد. ولكن في وقت ما قبل حوالي 3.5 مليار سنة، جفت المياه وأصبح الهواء، الذي كان غنيًا بثاني أكسيد الكربون، رقيقًا، ولم يتبق سوى أثر للغلاف الجوي الذي يتشبث بالمريخ اليوم.
أين ذهب الغلاف الجوي للمريخ بالضبط؟ يعد هذا السؤال لغزًا مركزيًا للعلماء الذين يدرسون 4.6 مليار سنة من تاريخ المريخ.
يقترح اثنان من الجيولوجيين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في ورقة بحثية في Science Advances أن الكثير من الغلاف الجوي المفقود للمريخ قد يكون محصوراً في قشرته المغطاة بالطين.
ويجادلون بأنه عندما كان هناك ماء على المريخ، ربما يكون السائل قد تسرب عبر أنواع معينة من الصخور وبدأ سلسلة من التفاعلات البطيئة التي سحبت تدريجيًا ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي وحولته إلى ميثان، وهو شكل من أشكال الكربون يمكن الحفاظ عليه لدهور في المريخ. الوجه الطيني للمريخ.
تحدث عمليات مماثلة في مناطق معينة من الأرض. واستخدم الباحثون معرفتهم بالتفاعلات بين الصخور والغازات على الأرض واستنتجوا منها كيف يمكن أن تحدث عمليات مماثلة على المريخ. ووجدوا، بالنظر إلى كمية الطين المقدرة لتغطية سطح المريخ، أن الطين يمكن أن يحتوي على ما يصل إلى 1.7 بار من ثاني أكسيد الكربون.2أي ما يعادل حوالي 80% من الغلاف الجوي المبكر للنجم.
ويشير الباحثون إلى أنه قد يكون من الممكن يومًا ما استعادة هذا الكربون المحمر المخفي وتحويله إلى وقود لاستخدامه في المهام المستقبلية بين المريخ والأرض.
"استنادا إلى النتائج التي توصلنا إليها على الأرض، نظهر أنه من المحتمل حدوث عمليات مماثلة على المريخ، وهذه الكميات الوفيرة من ثاني أكسيد الكربون2 وقال أوليفر ياغوتز، أحد مؤلفي الدراسة: "تحول الغلاف الجوي إلى غاز الميثان ودُفن في الطين. ومن المحتمل أن يكون هذا الميثان لا يزال موجودا على المريخ ويمكن استخدامه هناك كمصدر للطاقة في المستقبل".
تسعى مجموعة ييغوتز في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا إلى تحديد العمليات والتفاعلات الجيولوجية التي تدفع تطور الغلاف الصخري للأرض - الطبقة الخارجية الصلبة والهشة التي تشمل القشرة والوشاح العلوي، حيث تقع الصفائح التكتونية.
في عام 2023، ركز هو وجوشوا موراي، المؤلف الرئيسي للورقة البحثية، على نوع من المعدن الطيني يسمى السمكتيت الموجود على سطح الأرض ومن المعروف أنه فخ فعال للغاية للكربون. تحتوي حبة واحدة من السمكتيت على العديد من الطيات، والتي يمكن أن يبقى الكربون فيها دون إزعاج لمليارات السنين. لقد أظهروا أن السمكتيت الموجود على الأرض هو على الأرجح نتاج النشاط التكتوني، وبمجرد تعرضه لسطح الأرض، تعمل معادن الطين على جذب ثاني أكسيد الكربون واحتجازه.2 بكمية كانت كافية لتبريد الأرض لملايين السنين.
بعد وقت قصير من إعلان الفريق عن نتائجه، صادف أن نظر ييغوتز إلى خريطة لسطح المريخ وأدرك أن جزءًا كبيرًا من سطح المريخ مغطى بنفس طين السمكتيت. هل كان للطين تأثير مماثل في احتجاز الكربون على المريخ، وإذا كان الأمر كذلك، ما هي كمية الكربون التي يمكن أن يخزنها الطين؟
يقول ياغوتز: "نحن نعلم أن هذه العملية تحدث، وهي موثقة جيدًا على الأرض. وهذه الصخور والطين موجودة على المريخ". "لذلك أردنا ربط الأشياء معًا."
على عكس الأرض، حيث يكون السمكتيت نتيجة إزاحة ورفع الصفائح القارية التي تنقل الصخور من الوشاح إلى السطح، لا يوجد مثل هذا النشاط التكتوني على المريخ. بحث الفريق عن الطرق التي يمكن أن يتشكل بها الطين على المريخ، بناءً على المعرفة العلمية بتاريخه وتكوينه.
على سبيل المثال، هناك قياسات عن بعد لسطح المريخ تظهر أن جزءًا على الأقل من قشرته يحتوي على صخور أساسية فوق مافية (غنية بأكاسيد الحديد والمغنيسيوم)، على غرار الصخور التي تنتج السمكتيت من خلال التجوية في إسرائيل. وتكشف ملاحظات أخرى عن أنماط جيولوجية مشابهة للأنهار والروافد الأرضية، حيث يمكن أن تتدفق المياه وتتفاعل مع الصخر.
تساءل ييغوتز وماري عما إذا كان الماء قد تفاعل مع صخور المريخ العميقة للغاية بطريقة خلقت الطين الذي يغطي سطح المريخ اليوم. وقاموا بتطوير نموذج بسيط لكيمياء الصخور، بناءً على ما هو معروف عن كيفية تفاعل الصخور الأساسية مع بيئتها على الأرض.
وقد طبقوا هذا النموذج على المريخ، الذي يعتقد العلماء أن قشرته تتكون إلى حد كبير من صخر أساس غني بمعدن الأوليفين. استخدم الفريق النموذج لتقدير التغيرات التي قد تكون تعرضت لها الصخور الغنية بالأوليفين، بافتراض وجود الماء على سطح المريخ منذ ملياري سنة على الأقل، وكان الغلاف الجوي مليئًا بثاني أكسيد الكربون.2.
"في هذا الوقت من تاريخ المريخ، نعتقد أن ثاني أكسيد الكربون2 يوجد في كل مكان وفي كل زاوية، والمياه المتسربة عبر الصخور مليئة أيضًا بثاني أكسيد الكربون2"، قالت ماري.
لأكثر من مليار سنة، تفاعل الماء المتسرب عبر القشرة ببطء مع الزبرجد الزيتوني - وهو الأكسجين المرتبط بالحديد، مطلقًا الهيدروجين وتشكيل الحديد المؤكسد الأحمر الذي يمنح المريخ لونه المميز. انضم الهيدروجين الحر إلى ثاني أكسيد الكربون2 في الماء ويتكون الميثان. بمرور الوقت، تحول الزبرجد الزيتوني إلى سربنتين، وهو أيضًا صخرة غنية بالحديد، والتي استمرت في التفاعل مع الماء وتشكل السمكتيت.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
