كشفت الملاحظات التي أجرتها مركبة استطلاع المريخ المدارية التابعة لناسا عن سحب ثلجية من ثاني أكسيد الكربون على سطح المريخ وأدلة على تساقط ثلوج من ثاني أكسيد الكربون على السطح. رصيد الصورة: NASA / JPL-Caltech
في عام 2008 ، علمنا من مركبة الإنزال Phoenix Mars أنها تتساقط في نصف الكرة الشمالي للمريخ - ربما بشكل منتظم - من السحب المكونة من بخار الماء. ولكن الآن ، كشفت بيانات Mars Reconnaissance Orbiter عن أوضح دليل حتى الآن على تساقط الثلوج بغاز ثاني أكسيد الكربون على المريخ. يقول العلماء إن هذا هو المثال الوحيد المعروف لتساقط ثلوج ثاني أكسيد الكربون في أي مكان في نظامنا الشمسي.
قال بول هاين من مختبر الدفع النفاث ، المؤلف الرئيسي لدراسة جديدة نُشرت في مجلة البحوث الجيوفيزيائية. 'لقد أنشأنا بحزم أن السحب تتكون من ثاني أكسيد الكربون - رقائق من هواء المريخ - وهي سميكة بما يكفي لتؤدي إلى تراكم تساقط الثلوج على السطح.'
لقد عرف العلماء منذ عقود أن ثاني أكسيد الكربون موجود في الجليد في القمم القطبية الجنوبية الموسمية والدائمة للمريخ. يتطلب ثاني أكسيد الكربون المجمد ، الذي يُطلق عليه أحيانًا 'الجليد الجاف' هنا على الأرض ، درجات حرارة تبلغ حوالي -125 درجة مئوية (- 193 درجة فهرنهايت) ، وهو أكثر برودة بكثير مما هو مطلوب لتجميد الماء.
على الرغم من أننا نحب أن نعتقد أن المريخ يشبه الأرض كثيرًا ، إلا أن مثل هذه الاكتشافات تذكرنا بأن المريخ مختلف تمامًا بالفعل. ولكن بمجرد تساقط الثلوج ذات الأساس المائي خلال فصل الشتاء في نصف الكرة الشمالي للمريخ ، حدث تساقط للثلوج بثاني أكسيد الكربون من السحب حول القطب الجنوبي للكوكب الأحمر خلال فصل الشتاء في نصف الكرة الجنوبي.
'أرض الجبن السويسري' على القطب الجنوبي للمريخ الغطاء الجليدي لثاني أكسيد الكربون المتبقي. الائتمان: ناسا / مختبر الدفع النفاث / جامعة أريزونا
حلل هاين وستة من المؤلفين المشاركين البيانات التي تم الحصول عليها من خلال النظر إلى السحب في الأعلى وعلى الجانبين باستخدام جهاز Mars Climate Sounder ، وهو واحد من ستة أدوات على Mars Reconnaissance Orbiter. تسجل هذه الأداة السطوع في تسعة نطاقات موجية من الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء كطريقة لفحص الجسيمات والغازات في الغلاف الجوي للمريخ. تم إجراء التحليل عندما كان هاين زميلًا لما بعد الدكتوراه في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا.
توفر البيانات معلومات حول درجات الحرارة وأحجام الجسيمات وتركيزاتها. يعتمد التحليل الجديد على بيانات من الملاحظات في المنطقة القطبية الجنوبية خلال شتاء جنوب المريخ في 2006-2007 ، وتحديد سحابة طويلة من ثاني أكسيد الكربون يبلغ قطرها حوالي 500 كيلومتر (300 ميل) مستمرة فوق القطب وأصغر وأقصر عمراً ، سحب جليدية من ثاني أكسيد الكربون على ارتفاعات منخفضة عند خطوط عرض من 70 إلى 80 درجة جنوباً.
قال المؤلف المشارك ديفيد كاس من مختبر الدفع النفاث ديفيد كاس: 'أحد الأدلة على وجود الثلج هو أن جزيئات ثاني أكسيد الكربون الجليدية في السحب كبيرة بما يكفي لتسقط على الأرض خلال عمر السحب'. يأتي آخر من الملاحظات عندما يتم توجيه الأداة نحو الأفق ، بدلاً من الأسفل عند السطح. من الواضح أن أطياف الأشعة تحت الحمراء للسحب التي تُرى من هذه الزاوية هي جزيئات جليدية من ثاني أكسيد الكربون وتمتد إلى السطح. من خلال المراقبة بهذه الطريقة ، يستطيع مسبار مناخ المريخ تمييز الجزيئات الموجودة في الغلاف الجوي عن الجليد الجاف الموجود على السطح '.
الغطاء الجليدي المتبقي في القطب الجنوبي للمريخ هو المكان الوحيد على الكوكب الأحمر حيث يستمر وجود ثاني أكسيد الكربون المتجمد على السطح طوال العام. كيف يتم ترسيب ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي للمريخ كان موضع تساؤل. من غير الواضح ما إذا كان يحدث على شكل ثلوج أو عن طريق التجمد على مستوى الأرض مثل الصقيع. تظهر هذه النتائج أن تساقط الثلوج قوي بشكل خاص على الجزء العلوي من الغطاء المتبقي.
قال هاين: 'اكتشاف تساقط الثلوج قد يعني أن نوع الترسب - الثلج أو الصقيع - مرتبط بطريقة ما بالحفاظ على الغطاء المتبقي من سنة إلى أخرى'.
تنتج الغيوم على كوكب المريخ ثلجًا. حقوق الصورة: NASA / JPL-Caltech / University of Arizona / Texas A&M University
في عام 2008 ، تمكنت الفرق العلمية من بعثة فينيكس من مراقبة سحب المياه الجليدية في الغلاف الجوي للمريخ وهطول الأمطار الذي يسقط على الأرض ليلًا ويتسامي في الماء في الصباح. قال عالم فينيكس جيمس وايتواي وزملاؤه إن السحب وهطول الأمطار على المريخ يلعبان دورًا في تبادل المياه بين الأرض والغلاف الجوي وعندما تكون الظروف مناسبة ، يتساقط الثلج بانتظام على المريخ.
قال وايتواي: 'قبل فينيكس ، لم نكن نعرف ما إذا كان هطول الأمطار يحدث على المريخ'. 'كنا نعلم أن الغطاء الجليدي القطبي يتقدم جنوبًا حتى موقع فينيكس في الشتاء ، لكننا لم نكن نعرف كيف انتقل بخار الماء من الغلاف الجوي إلى الجليد على الأرض. نحن نعلم الآن أنه يتساقط ثلجًا ، وأن هذا جزء من الدورة الهيدرولوجية على المريخ '.
سيكون من المثير للاهتمام متابعة هذا الاكتشاف ومعرفة المزيد عن دورة ثاني أكسيد الكربون في المريخ وكيف يمكن أن تؤثر على الغلاف الجوي للمريخ والعمليات السطحية.
مصدر: ناسا
