کشف تازه و هیجان‌انگیز در مریخ که همه را امیدوار کرد

خبرآنلاین: یک کشف غیرمنتظره در دهانه‌ی برخوردی گیل، قطعه‌ی گمشده‌ی معمای تاریخ اقلیمی مریخ را آشکار کرد. مریخ‌نورد کیوریاسیتی در دل سنگ‌های بستر این دهانه، نوعی کانی به نام سیدریت را کشف کرده که تنها ممکن است از رسوب کربن ناشی از جو مریخ تشکیل شده باشد. عبارت دیگر، میلیاردها سال پیش، مریخ چرخه فعال کربن داشته است.

کشف جدید اولین شواهد در محل از چرخه‌ی کربنی مریخ است و ممکن است سرنخی از این پرسش را آشکار کند که آیا سیاره سرخ قابلیت پشتیبانی از حیات را دارد یا خیر. بنجامین توتولو، زمین‌شیمی‌دان دانشگاه کلگری کانادا می‌گوید: «این شواهد به ما می‌گویند مریخ زمانی سکونت‌پذیر بوده و مدل‌های سکونت‌پذیری صحیح هستند.»

یکی از بزرگ‌ترین پرسش‌ها درباره‌ی مریخ باستانی به وضعیت آبی آن مربوط می‌شود. تمام شواهد به سیاره‌ای اشاره دارند که پوشیده از دریاچه‌ها و اقیانوس‌هایی بود که در آن‌ها امواج به ساحل برخورد می‌کردند و بدین ترتیب سرشار از منابع آب مایع روی سطح خود بوده است.

محل حفاری سکویا؛ جایی که داده‌های کاوشگر کیوریاسیتی مقادیر زیادی از کانی سیدریت را آشکار کرد.

(NASA/JPL-Caltech/MSSS)

برای آنکه مریخ برای حفظ آب مایع به اندازه‌ی کافی گرم و پایدار باشد، جو این سیاره به مقدار زیادی دی‌اکسید کربن نیاز داشت که توسط آتشفشان‌های فعال که زمانی در سطح سیاره گسترده بودند، در آسمان منتشر می‌شد.

بیشتر این دی‌اکسید کربن به فضا نشت می‌کرد؛ اما مقدار کافی از آن باقی ماند تا مریخ را گرم کند و نشانه‌هایی را در مواد معدنی سطح سیاره به جا بگذارد. بااین‌حال یک مشکل کوچک وجود دارد. به گفته‌ی توتولو، مدل‌ها پیش‌بینی می‌کنند که کانی‌های کربنات باید به‌طور گسترده وجود داشته باشند؛ اما تاکنون، تحقیقات انجام شده توسط مریخ‌نوردها و بررسی‌های مداری ماهواره‌ای از سطح مریخ، شواهد کمی از آن‌ها را یافته‌اند.

کشف شگفت‌انگیز جدید در داده‌های سال‌های ۲۰۲۲ و ۲۰۲۳ پیدا شد؛ زمانی که مریخ‌نورد کیوریاسیتی که بیش از ۱۰ سال است در دهانه گیل مشغول به فعالیت است، با استفاده از ابزار شیمی و کانی‌شناسی خود (CheMin)، تجزیه و تحلیل پراش پرتوی ایکس روی مواد معدنی بخش‌های مختلف بستر دهانه انجام داد.

توتولو و همکارانش به دقت اندازه‌گیری‌های انجام شده توسط کیوریاسیتی را تجزیه و تحلیل کردند و سیدریت کریستالی خالص را در سه مورد از چهار سوراخی که مریخ‌نورد حفر کرده بود، پیدا کردند. این سیدریت که عمدتاً از آهن و کربن تری‌اکسید تشکیل شده است و مقادیر اندکی منیزیم دارد، باعث شگفتی پژوهشگرها شد. توتولو گفت:

ما از یافتن کانی‌های کربنات در اینجا شگفت‌زده شدیم؛ زیرا حتی دقیق‌ترین بررسی‌ها از داده‌های طیف‌سنجی مداری، نتوانسته بودند این مواد را شناسایی کنند. به نظر می‌رسد حضور مواد معدنی دیگر به‌ویژه نمک‌های سولفات منیزیم که به شدت در آب حل می‌شوند، احتمالا عامل پنهان‌شدن اثر کانی‌های کربنات در داده‌های مداری بوده‌اند. ازآنجایی‌که سنگ‌های مشابه حاوی این نمک‌ها در کل سیاره شناسایی شده‌اند، استنباط می‌کنیم که آن‌ها نیز احتمالاً حاوی کانی‌های کربنات فراوان هستند.

محل حفاری اوباجارا در دهانه گیل.

(NASA/JPL-Caltech/MSSS)

بنابراین کشف جدید نه‌تنها مواد معدنی کربناتی را که دانشمندان انتظار داشتند پیدا کنند، ارائه می‌دهد، بلکه نشان می‌دهد چرا دانشمندان قبلاً نتواسته‌اند آن‌ها را پیدا کنند و چگونه می‌توانند در آینده به‌دنبال آن‌ها در سرتاسر سیاره سرخ باشند.

سیدریت شناسایی‌شده در داده‌های کیوریاستی به تأیید و تصحیح مدل‌های دوره‌ی آغازین گرم مریخ در بیش از ۳٫۵ میلیارد سال پیش کمک می‌کند. این کشف تأیید می‌کند که دی‌اکسید کربن در جو مریخ فراوان بوده و به گرم نگه‌داشتن سیاره برای وجود آب کمک کرده است؛ همچنین کربن از جو استخراج شده و در مواد معدنی روی سطح به دام افتاده است.

محل حفاری تاپو کاپارو در دهانه گیل.

(NASA/JPL-Caltech/MSSS)

بااین‌حال، گرچه کشف سیدریت خبر خوبی برای دانشمندان بررسی‌کننده‌ی مریخ امروزی است، بخشی از پایان یک دوره برای مریخ به شمار می‌رود. توتولو توضیح می‌دهد:

ویژگی مهم چرخه کربن مریخی باستانی، عدم تعادل آن است؛ به عبارت دیگر، به نظر می‌رسد که مقدار زیادی دی‌اکسید کربن در سنگ‌ها به دام افتاده که نسبت به مقداری که بعدها در جو آزاد شده، بیشتر بوده است. چون مریخ نسبت به زمین از خورشید دورتر است، برای حفظ شرایط سکونت‌پذیری به مقدار بیشتری دی‌اکسید کربن در جو خود نیاز دارد. مشاهده اینکه فرآیندهای ژئوشیمیایی دی‌اکسید کربن را به دام انداخته و ذخیره کرده‌اند، نشان می‌دهد که این چرخه کربن نامتعادل ممکن است توانایی مریخ برای حفظ شرایط سکونت‌پذیر را به چالش کشیده باشد.

نتایج چندین پیامد دارند. حالا که دانشمندان می‌دانند سیدریت عملاً برای ابزارهای مداری نامرئی است، می‌توانند داده‌های قبلی را دوباره بررسی کرده و به دنبال نشانه‌های عجیبی از حضور آن بگردند که ممکن است نادیده گرفته شده باشد. علاوه بر این، داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط مریخ‌نورد ممکن است شواهد بیشتری از کانی‌های کربنات داشته باشند.

نمودار چرخه کربن پیشنهادی تیم برای مریخ باستانی

عکاس: Tutolo et al

حالا که پژوهشگرها می‌دانند فرآیند ذخیره‌سازی کربن معدنی در مریخ انجام شده است، می‌توانند این اطلاعات را در مدل‌های تاریخچه آب‌وهوای سیاره گنجانده و تعیین کنند که این ذخیره‌سازی چه نقشی در کاهش سکونت‌پذیری مریخ ایفا کرده است. این مواد معدنی که در زمین معمولی و بی‌توجه به نظر می‌رسند، راه جدیدی برای درک مریخ گشوده‌اند.