إن البيئة المميزة التي لا ترحم في أنتاركتيكا هي بيئة فريدة حقًا. ولكن أضف إلى هذا الإعداد المهمة الدنيوية المتمثلة في البحث عن النيازك - أجزاء وأجزاء من الروافد البعيدة لنظامنا الشمسي متناثرة حول سطح القارة القطبية الجنوبية الجليدي ، ويمكن للقارة الواقعة في أقصى جنوب الأرض توفير تجربة علمية لا مثيل لها حقًا. قالت الدكتورة لوسي مكفادين ، أستاذة الأبحاث في قسم علم الفلك في جامعة ميريلاند ، كوليدج بارك: 'كان لي شرف استكشاف جزء من العالم لا يستطيع سوى قلة من الناس الوصول إليه'. وهي أيضًا عالمة في مجال التعليم والتوعية العامة لوكالة ناسا مهمة الفجر التي تسافر لدراسة الكويكبات سيريس وفيستا. أتيحت الفرصة لمكفادين للسفر إلى القارة القطبية الجنوبية وقضاء أكثر من ستة أسابيع في البحث عن النيازك ، وتحديدًا البحث عن النيازك من سيريس وفيستا. شاركت تجاربها مؤخرًا في 'ندوة عبر الإنترنت' تجيب على أسئلة حول رحلتها. قالت: 'أحب مشاركة مغامراتي'. 'تجددت حماستي بشأن استكشاف النظام الشمسي لأنني أتيحت لي الفرصة لاستكشاف الأرض ككوكب.'
على الرغم من سقوط النيازك بشكل موحد في جميع أنحاء الأرض - تتراوح التقديرات بين 30-80 طنًا في السنة ، - معظمها في شكل غبار. بالنسبة للقطع الصخرية الأكبر حجمًا ، يسقط الكثير منها في المحيط ويمكن دفن تلك التي تسقط على الأرض عن طريق تغيير التضاريس ، أو تكسيرها بفعل العوامل الجوية الكيميائية ، أو يمكن الخلط بينها بسهولة مع صخور الأرض. لكن الصفائح الجليدية الزرقاء في القارة القطبية الجنوبية صافية وقاحلة ، مما يجعل من السهل التجسس على صخرة داكنة من المحتمل أن تكون عينة من الفضاء.
منظر جوي للقارة القطبية الجنوبية. رصيد الصورة: L. McFadden 2008
ومع ذلك ، هناك سبب آخر يجعل القارة القطبية الجنوبية مكانًا رائعًا للبحث عن النيازك. 'هناك شيء مميز عن القارة القطبية الجنوبية. وقال مكفادين: 'النيازك تتجمع في مناطق معينة هناك'. 'الصفائح الجليدية تتحرك دائمًا ، وتتحرك النيازك معهم. لكن الصخور تحاصرها حواجز الجبال ، وهذا هو المكان الذي توجد فيه النيازك. بمجرد أن تحصل على نيزك في مواجهة حاجز ، فإن النفخ المستمر للرياح القطبية يذوب الجليد ، وتصل الصخور بشكل فعال إلى السطح '. على مدى عشرات أو مئات الآلاف من السنين ، يمكن أن تتراكم تركيزات كبيرة جدًا في هذه المناطق.
منذ عام 1976 ، دعمت مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية البحث السنوي عن النيازك خلال صيف أنتاركتيكا ، من خلال برنامج يسمى أنسميت ، البحث في القطب الجنوبي عن النيازك. كان مكفادين جزءًا من فريق صيد النيازك المكون من ثمانية أعضاء في نوفمبر 2007 إلى يناير 2008.
محطة ماكموردو. مصدر الصورة: L. McFadden، 2008
نقلت طائرة شحن من طراز C-17 الفريق إلى محطة ماكموردو في القارة القطبية الجنوبية. لكن المرء لا يخرج ويبدأ في البحث عن الصخور دون تعليمات حول كيفية البقاء على قيد الحياة في بيئة القارة القطبية الجنوبية القاسية. وخضع الفريق لأسبوع من التدريبات التي تضمنت دروسا عن الملابس المناسبة. قال ماكفادين: 'كان علي أن أتعلم أي المعطف أرتديه ومتى ، وأي قبعة وقفازات أرتديها وأتأكد من ارتداء حذائي'. 'أعادني إلى روضة الأطفال.' أيضًا ، يعد تعلم تشغيل وإصلاح عربات الثلج أمرًا ضروريًا ، حيث سيكون ذلك هو وسيلة النقل الخاصة بهم أثناء رحلاتهم الاستكشافية. وقالت: 'لقد تم تدريبنا على كيفية الابتعاد عن الشقوق في الجليد وتم تدريبنا على الإنقاذ في حالة سقوط أحدهم'.
ثم أحضرت طائرة الفريق وعربات الثلوج والوقود والعتاد إلى موقعهم الميداني على مدى ميلر لإقامة معسكر. نصبوا الخيام - منازلهم لمدة ستة أسابيع ، واضطروا إلى تقطيع الثلج للحصول على الماء للشرب والطبخ. كانت درجة الحرارة المعتادة في النهار حوالي 20 درجة فهرنهايت (-6 درجة مئوية) عندما لم تكن هناك عاصفة.
رياح شديدة في المعسكر الميداني. مصدر الصورة: L. McFadden، 2007
عند خط عرض 70 درجة جنوبيًا ، لم تغرب شمس الصيف في أنتاركتيكا أبدًا. لكن البيئة المحيطة كانت مقفرة ، على أقل تقدير. المنطقة جبلية ، لكنها مغطاة بالثلوج والجليد باستمرار. قال مكفادين: 'شعرت بإحساس ضعفنا نحن البشر'. 'هذه ليست بيئة مضيافة.' كانت قلقة أيضًا من احتمال الضياع في المناظر الطبيعية القاحلة مع القليل من المعالم. ولكن كان معهم مرشدًا متمرسًا وخبيرًا ، جون الأنقاض.
إذن ما هي الحيلة في العثور على النيازك في القارة القطبية الجنوبية؟ قال مكفادين: 'تدربنا حول المخيم أولاً ، وسرنا على كل الصخور في المنطقة'. 'هناك صخور أخرى على الأرض من الانهيارات الصخرية من الجبال ، لذلك عليك أن تتعلم كيف تبدو الصخور المحلية.' الدكتور رالف هارفي ، قام رئيس برنامج ANSMET بتعليم الفريق فن صيد النيازك.
قال مكفادين: 'عندما تجد حقلًا من الصخور ، عليك أن تنظر عن كثب وتفصل الصخور العادية عن النيازك'. معظم النيازك سوداء لأن لديها قشرة اندماجية: قشرة زجاجية رقيقة تتشكل على النيازك عندما تأتي عبر الغلاف الجوي. يسخنهم الاحتكاك ويذوب الجزء الخارجي من النيزك قليلاً.
قال مكفادين: 'نظرنا إلى كل صخرة'. 'إذا اعتقدنا أننا وجدنا نيزكًا ، فلوحنا بأذرعنا وسيأتي الجميع وينظر. إذا قررنا أنه نيزك ، فسنلتقطه بملقط ونضعه في كيس تفلون ونضع علامة عليه. ثم زرعنا علمًا حيث وجدنا نيزكًا. كان من دواعي سرورنا أن ننظر إلى الوراء حيث كنا ونرى كل الأعلام '.
أعلام بمناسبة يجد النيزك. الائتمان: M. Keiding and ANSMET 2007-2008.
اتبعوا إجراءً معينًا لتدوين الملاحظات على كل نيزك ، والتقاط الصور ، وتدوين موضع كل عينة باستخدام جهاز مراقبة نظام تحديد المواقع العالمي ، ثم لف النيازك بطريقة معينة ووضعها في حقائب الظهر. قال مكفادين: 'لقد كانت عملية كبيرة لتصنيفها وحسابها جميعًا'.
في نهاية اليوم قاموا بجمع كل الصخور من حقائب الظهر ووضعها في أكياس في حاوية مخصصة لإبقائها باردة. سيؤدي ذلك إلى تجنب التلوث من أي ثلج قد يكون ملتصقًا بالصخور ، حتى يتم إحضارها إلى مركز جونسون للفضاء حيث يتم فهرستها ثم توزيعها على العلماء في جميع أنحاء العالم.
نيزك كبير وجده الفريق. مصدر الصورة: ANSMET 2007 Case Western Reserve University
يروي كل من النيازك قصة عن عمليات النظام الشمسي المبكر. يمكن للعلماء الذين يدرسون النيازك العثور على أدلة للظروف مع تطور نظامنا الشمسي ، ومعرفة المزيد عن الكويكبات والأقمار والكواكب التي نشأت منها النيازك. تمثل النيازك مهمة عودة عينة 'مجانية' للعلماء.
لم يقم الفريق بأي تحليل علمي في الميدان ، فقط جمع العينات لنقلها إلى المعامل في هيوستن. لكن هذا لا يعني أنهم لم يفحصوا الصخور!
وجد الفريق الكثير من الكوندريتات الكربونية ذات الأشكال غير المنتظمة وغير المنتظمة ، بعضها قد يكون من القمر ، والبعض الآخر يحتوي على معدن أخضر يسمى الزبرجد الزيتوني الذي قد يكون قد أتى من المريخ. جعل أحد النيزك الذي تم العثور عليه الفريق يفكر في نيزك ALH 84001 الشهير الموجود في منطقة ألان هيلز في القارة القطبية الجنوبية ، والذي احتل عناوين الصحف في عام 1996 عندما أُعلن أن النيزك قد يحتوي على أدلة على وجود آثار للحياة من المريخ. قال مكفادين: 'تساءلنا عما إذا كان هذا النيزك الوحيد مرتبطًا بالنيزك ALH 84001'. لكن الفريق لن يعرف الإجابة حتى يتم إجراء التحليلات الجيوكيميائية.
بالنسبة لبحثها عن عينات من سيريس وفيستا ، قالت مكفادين: 'أعتقد أننا ربما نجحنا في العثور على عينات من فيستا ، لكنني كنت مهتمًا حقًا بالبحث عن عينات من سيريس. ومع ذلك ، لم أكن متأكدًا حقًا مما كنت أبحث عنه. على حد علمنا ، ليس لدينا عينات من سيريس '.
نيزك صغير. مصدر الصورة: ANSMET 2007 Case Western Reserve University
كيف يعرف العلماء أن نيزكًا جاء من كويكب معين؟ قال مكفادين: 'إن الدراسة الكاملة للرصد الجوي تتناول ذلك من خلال الدراسات المختبرية للعديد من الصفات المختلفة للصخور'. 'نحن نعلم أن لدينا صخورًا في مجموعتنا النيزكية من فيستا لأن حوالي واحد من كل سبعة نيازك نجدها له خصائص ، أو توقيع طيفي ، يطابق فيستا كما يُرى من خلال التلسكوب. ننظر إلى فستا ونرى حوض تأثير ضخم ربما جاءت منه النيازك '.
لكن سيريس أمر مختلف. قالت 'لا نعرف الكثير عن سيريس'. 'التوقيع الطيفي لسيريس لا يتطابق مع أي شيء لدينا في مجموعة النيزك. لكن ربما سيجدون واحدًا في العينات التي أحضرناها أو يجدون في النهاية واحدًا في رحلة استكشافية مستقبلية '.
عربات الثلوج ، السيارة المفضلة لصيد النيازك في القطب الجنوبي. مصدر الصورة: L. McFadden، 2007
مع الفترات العصيبة عندما اضطروا إلى التجمع في خيامهم ، أمضى فريق McFadden 22 يومًا كاملاً من البحث عن النيزك ، وثمانية أيام نصف. خرجوا الساعة 9:00 صباحًا ، وعادوا الساعة 5:00 مساءً. قال مكفادين: 'كان لدينا ستة رجال وامرأتان'. الأمر مختلف لكل رحلة استكشافية. لم نكن نعرف بعضنا البعض من قبل ، لكننا عملنا معًا بشكل جيد. كانت لدينا هذه التجربة المشتركة وكان علينا البحث عن بعضنا البعض. لكنها كانت أيضًا وحيدة جدًا ؛ لم يكن هناك الكثير من الفرص للتفاعل. كنا منهكين كل ليلة '.
لقد أتيحت لهم فرص للترفيه مثل التزلج أو ممارسة الألعاب أو قراءة الكتب. في أحد الأيام الجميلة بشكل خاص ، صنعوا أريكة من الثلج وجلسوا في الخارج لبعض الوقت. جلبت الطائرات من حين لآخر إعادة إمداد بالطعام والرسائل والإمدادات الأخرى. كانوا في القارة القطبية الجنوبية لعيد الميلاد ، لذلك قاموا بالتزيين وتناول عشاء الحظ. قال مكفادين: 'لقد وصلتنا العزلة والطقس البارد بعد فترة ، لكننا أحببنا وقتنا هناك'. 'كنا نتطلع إلى العودة إلى الوطن ، لكن كانت لدينا تجربة هائلة. لقد قدرنا جميعًا جمال القارة القطبية الجنوبية '.
منظر جوي بالقرب من معسكر McFadden الميداني في Miller Range. مصدر الصورة: M. Keiding، 2007
عثرت بعثتهم على 710 نيزك ، بعضها صغير مثل ظفر إصبع صغير (حوالي 1.0 × 0.5 × 0.5 سم) 3 أ) ، والبعض الآخر حوالي 8 أرطال وأكبر من أن تمسك بيد واحدة (حوالي 25 سم × 15 سم × 12).
قالت: 'كان لدينا صيد جيد'. 'لم يكن رقما قياسيا. في بعض الأيام كنا نرغب في الاستمرار ، ولكن كان على دليلنا أن يبقينا تحت المراقبة ويحافظ على سلامتنا. في هذا المناخ ، عليك أن تتوقف وتعتني بنفسك '.
على مدار أكثر من 25 عامًا من هذه الرحلات الاستكشافية ، تم العثور على أكثر من 26000 نيزك ، مما أدى إلى زيادة حجم المواد خارج الأرض التي يمكن دراستها هنا على الأرض لتوفير سياق لاستكشافات الاستشعار عن بعد في النظام الشمسي ، مثل مهمة Dawn . قال مكفادين: 'ألهمتني تجربتي في البحث عن النيازك لمواصلة محاولة فهم النيازك نفسها وإقران ذلك باستكشافي مع مركبة Dawn الفضائية التي تبحث في النظام الشمسي'.
والآن يستعد فريق آخر من العلماء للعودة إلى القارة القطبية الجنوبية في نوفمبر من هذا العام لمواصلة البحث.
الدكتورة لوسي مكفادين ، محققة مشاركة في Dawn و Education and Public Outreach (E / PO) رئيس حقوق الصورة: M. Keiding، 2007
أجاب مكفادين على السؤال عن سبب استمرار الفرق في العودة كل عام للبحث عن النيازك. 'هناك إمكانية للعثور على أنواع جديدة من النيازك. في عام 2006 ، وجدوا نوعًا من النيزك لم يسبق له مثيل من قبل. يعتقدون أنه من جسم آخر في نظامنا الشمسي ربما كان بحجم القمر ، لكن توقيعه النظيري يختلف بالتأكيد عن القمر أو المريخ. لذلك وجدنا بالفعل دليلًا على وجود كواكب صغيرة جديدة بالنسبة لنا موجودة في حزام الكويكبات. هذا مثير للغاية وهذا يجعلنا مستمرين '.
معلومات اكثر:
مقالة مكفادين على موقع Dawn.
مكفادين عرض فيديو 'ندوة عبر الإنترنت'.
'البحث عن نيزك' نشاط عبر الإنترنت
موقع ويب مهمة الفجر
موقع ويب Dawn Mission Education