رازهای کلاهک یخی مریخ
رازهای ۴۰ ساله کلاهک یخی مریخ چیست؟
به گزارش گروه وبگردی خبرگزاری صدا و سیما، دانشمندان نحوه تشکیل کلاهک یخی شمال مریخ را دوباره بررسی کردند. این بررسی یک شکاف عظیم، بزرگتر از Grand Canyon و یکسری مسیرهای مارپیچی را شامل میشود.
جک هالت و ایساک اسمیت از دانشگاه تگزاس با استفاده از دادههای راداری بهدست آمده از مدارپیمای MRO ناسا، ژئولوژی کلاهک یخی شمال این سیاره سرخ را مورد کاوش قرار دادند.
صفحات بزرگ یخی بر روی زمین اساسا به وسیله جریان یخ شکل میگیرد، اما در مریخ نیروهای دیگری دخیل بوده و در نهایت منجر به تشکیل کلاهکهای یخی قطبی شده است. کلاهک یخی شمال کوهی از لایههای یخ و خاک به عمق بیش از ۳ کیلومتر بوده و مساعت آن اندکی بزرگتر از تگزاس است.
دانشمندان با استفاده از آنالیز دادههای راداری قادرند لایهها را کنار زده و چگونگی تشکیل این کلاهک یخی در طول زمان را آشکار سازند.
یکی از بارزترین جلوههای کلاهک یخی شمال، تنگه عمیق یا Chasma Boreale است؛ شکاف عمیقی بزرگتر از تنگه بزرگ Grand Canyon. برخی دانشمندان پیشنهاد کرده اند که Chasma Boreale زمانی تشکیل شده که حرارت آتشفشانی قسمتهای زیرین صفحه یخی را ذوب کرده و باعث بالا آمدن این قسمت شده است.
برخی دیگر، بادهای قوی قطبی به نام بادهای کاتاباتیک (katabatic) را مسئول میدانند.
این تصویر نمایی از نواحی قطب شمال مریخ را نشان میدهد. کلاهک یخی قطب (نواحی سفیدرنگ دایره ماننددر مرکز) حدود ۱۰۰۰ کیلومتر قطر دارد و به وسیله یک شکاف بزرگ به نام Chasma Boreale، در سمت راست به دو قسمت تقسیم شده است. نوارهای مارپیچ شکل، درهها هستند. ( NASA/Caltech/JPL/E. DeJong/J. Craig/M. Stetson)
جلوه معمایی و مبهم دیگر، مسیرهای مارپیچی است که از مرکز به سمت بیرون کلاهک یخی امتداد یافته اند. از آنجا که این نماها در ۱۹۷۲ کشف شدند، دانشمندان نظریههای متعددی درباره چگونگی شکل گیری آنها ارائه دادهاند. یکی از این نظریه ها، این مسیرها را به عنوان رشتههای سیارهای معرفی میکند.
یخهای نزدیکتر به قطب نسبت به یخهای دورتر آهستهتر حرکت میکنند که باعث شکسته شدن یخ نیمه جامد میشود.
در یک نظریه دیگر از یک مدل ریاضی بسیار دقیق استفاده شده استو بیان میدارد افزایش حرارت خورشیدی در جاهای مشخص باعث هدایت جانبی به محیطهای کناری شده و نهایتا منجر به تولید این مسیرها میشود.
ثابت شده است که هم Chasma Boreale و هم مسیرهای مارپیچی اساسا به وسیله باد خلق شدهاند. این پدیدهها در میلیونها سال و همزمان با رشد صفحات یخی بهوجود آمدهاند.
توپوگرافی اساسی از سوی یخهای قدیمیتر تعیین میشود. در واقع بر اثر الگوهای بادی، یخهای قدیمیتر محل و چگونگی تشکیل جلوههای سطحی را تعیین میکنند. توپوگرافی به مجموعه پستی و بلندیهای سطح گفته شده است و شکل سه بعدی سطح، شامل برآمدگی ها، دره ها، دامنه ها و دشت ها را نشان می دهد.
اولین تصویر سه بعدی از ناحیه قطب شمال مریخ
تا قبل از انجام این تحقیق تصور عموم بر این بود که کلاهک یخی شمال مریخ از لایههای بسیار صاف و یکنواخت شبیه یک کیک لایهای تشکیل شده و فرض بر این بود که اطلاعات اقلیمی درون این لایههای حفظ شده است. چیزی که از آنها میتوان به دست آورد تنها از ضخامت و ترکیب ذرات است.
این بررسی جنبههای زیادی را آشکار ساخت، از جمله لایههایی که در ضخامت و جهت گیری با هم تفاوت داشتند یا اینکه در برخی نقاط حذف میشدند و حقیقتا به عنوان نقطه عطفی در اطلاعات اقلیمی به شمار میآید.
هالت، نویسنده مباحث مربوط به Chasma Boreale در مقاله چاپ شده در ژورنال نیچر میگوید: هیچ کس چنین ساختار پیچیدهای را در لایهها تشخیص نمیداد. این لایهها تاریخ تجمع یخ، انتقال و فرسایش بادی را ذخیره کرده و از آنها میتوانیم تاریخچهای از اقلیم گذشته را کشف کنیم. آن هم با جزئیات دقیقی که هیچ کس تاکنون انتظار آن را نداشت.
مسیرهای مارپیچی نتیجه فرسایش بادی است که اول بار آلن هاوارد (Alan Howard) محقق دانشگاه ویرجینیان با اتکا به تصاویر سطحی که از مأموریت Viking به دست آمده بود، چنین فرایندی را در سال ۱۹۸۲ پیشنهاد داده بود.
ایساک اسمیت میگوید: او تنها تصاویر به دست آمده از Viking با وضوح پایین را داشت. افراد بسیاری، نظریههای دیگری داشتند که نظریه او را غلط نشان میداد، اما وقتی شما با یک دید دیگر به مقاله او نگاه کنید، دقیقا همان چیزی را میبینید که ما در دادههای راداری میبینیم.
چرا این مسیرها و شکافها مارپیچ هستند؟ اول، بادهای کاتاباتیک به وسیله هوای سرد و فشرده ایجاد میشوند که از قطبها به اطراف کلاهک یخی حرکت میکند. دوم، همان طور که این بادها به طرف پایین میوزند، تحت نیروی کوریولیس (Coriolis) یا اثر چرخشی قرار میگیرند. این نیرو در اثر چرخش سیاره در فضا به وجود میآید.
این نیرو اثر بادها را دو برابر میکند و شیارهایی که ایجاد میکند، به صورت مارپیچ در میآید.
این جهش بزرگ با بهکارگیری وسیله جدیدی به نام رادار شالو (Shallow Radar) یا شاراد (SHARAD) ممکن شده است. این وسیله شبیه تجهیزاتی است که در هواپیمای آنت آرکتیکا (Antarctica) و گرین لند (Greenland) بهکار گرفته شده است، اما قبل از استفاده در تحقیقات مریخ برخی دانشمندان تردید داشتند که آن بتواند از مدار، اطلاعات مفیدی را از مریخ جمعآوری کند.
شاراد از سوی آژانس فضایی ایتالیا برای ناسا آماده شد.