تتوقع العديد من النماذج أن الجليد المائي لا ينبغي أن يكون مستقرًا على كوكب المريخ اليوم ، في أي مكان خارج القطبين ، بغض النظر عن عمق دفنه. ومع ذلك ، تظهر دراسة نُشرت مؤخرًا أن مناطق كبيرة خارج المناطق القطبية قد تحتوي في الواقع على وفرة نسبية من المياه. هذا مثير ، ليس فقط لأن الماء له آثار على إمكانية الحياة على المريخ ، ولكن أيضًا لأنه يمكن أن يوفر مورداً قيماً للمستكشفين في المستقبل ، كوقود ودعم للحياة. وإذا كانت هذه المياه بالقرب من خط الاستواء ، فهذا يسهل الوصول إليها.
على مدى السنوات السبع الماضية ، أعطتنا الكثير من ملاحظات المركبات الفضائية دليلاً على وجود الماء على سطح المريخ ، إما على السطح أو ليس أسفله كثيرًا. أظهرت بيانات الرادار أن كميات كبيرة من الجليد المائي مخزنة في القطبين ( الكثير من جليد الماء النقي في القطب الشمالي للمريخ ). وقد ألمحت صور الأخاديد إلى وجود احتياطيات من المياه تحت السطح ( ناسا تقول أن المياه السائلة صنعت أخاديد المريخ ). الآن ، قام فريق من العلماء بقيادة الدكتور ويليام فيلدمان من معهد علوم الكواكب في توكسون ، أريزونا ، بإلقاء نظرة جديدة على بعض تلك البيانات.
استخدم الدكتور فيلدمان وفريقه بيانات من مطياف المريخ أوديسي نيوترون (MONS) لتقدير كمية الجليد المائي الموجود خارج المناطق القطبية للمريخ ، حيث لا يُتوقع العثور على الجليد المائي. MONS هي أداة تحسب نيوترونات المريخ من المدار. هذه 'الأعداد النيوترونية' حساسة لوجود الهيدروجين ومدى عمقها تحت السطح. باستخدام النماذج التي تأخذ خصائص سطح المريخ وعلاقة الهيدروجين بالماء في الاعتبار ، يمكن استخدام بيانات MONS للتنبؤ بكمية وعمق الماء والجليد المائي في السطح. بالقيام بذلك ، أنتج فريق الدكتور فيلدمان خريطة شبه عالمية لرواسب الجليد تحت الأرض المحتملة.
تشير التقديرات الجديدة للجليد المائي على المريخ إلى أنه قد يكون هناك خزانات كبيرة من الجليد تحت الأرض عند خطوط العرض غير القطبية. تُظهر الخريطة هنا 'الهيدروجين المكافئ للماء'. يشير البرتقال والأحمر على الخريطة (قيم أكبر من 4.5٪ بالوزن من الهيدروجين المكافئ للماء على السطح) إلى المناطق التي تكون فيها كمية الجليد المائي المدفون بعمق أكبر مما يمكن أن يتسع في مسام الصخور السطحية.
رصيد الصورة: Feldman et al. ، 2011.
تُظهر هذه الخريطة 'نسبة وزن الهيدروجين المكافئ للماء' ، أو مقدار وزن الصخر الذي يأتي من الهيدروجين المرتبط بجزيئات الماء. نظرًا لأن ذرات الهيدروجين أخف بكثير من الذرات الأخرى التي تتكون منها الصخور ، فإن نسبة الوزن الصغيرة من الهيدروجين تساوي حجمًا أكبر بكثير من جليد الماء. في الواقع ، يقدر فريق الدكتور فيلدمان أن قيم 4.5٪ بالوزن من الهيدروجين أو أكبر (برتقالية وحمراء على الخريطة) ، تعني أن حجم جليد الماء في العمق أكبر مما يمكن أن يتناسب مع الفراغات المسامية (المسافات بين الحبوب التي تشكل صخرة). هذا يعني أنه لم يعد لديك جليد في صخرة ؛ الآن لديك صخور في الجليد!
تبرز أربع مناطق تحتوي على مثل هذا الجليد في الخريطة: بروميثي تيرا في الجزء السفلي الأيمن من الخريطة ، وأرابيا تيرا في الجزء العلوي من الوسط ، وأركاديا بلانيتيا في الجزء العلوي الأيسر ، وإليسيوم بلانيتيا الممتدة من الوسط الأيمن عبر تاريخ المريخ. '(خط طول 180 درجة) ، في منتصف يسار الخريطة. كتب الدكتور فيلدمان أن رواسب الجليد هنا 'مدفونة على عمق أقل من متر واحد تحت السطح'. إنه يعترف بأن النتائج التي توصلوا إليها قد تشير أيضًا إلى وجود كميات كبيرة من المعادن التي تحتوي على جزيئات الماء في تركيبتها الكيميائية. ومع ذلك ، فإن نتائجهم مدعومة بأدلة أخرى. في منطقة Elysium Planetia ، شوهد دليل على السمات الجليدية في بيانات مجسمة عالية الدقة مأخوذة من مركبة Mars Express المدارية التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ( Mars Express يكشف عن وجود أنهار جليدية محتملة على المريخ ). وفي منطقة Arcadia Planitia ، تم التعرف على الجليد المائي المدفون في بيانات CRISM ، حيث تم حفر طبقة جليدية نقية تقريبًا من أقل من متر واحد تحت السطح بواسطة أربعة أحداث تأثير حديثة.
يُرى جليد مائي نقي تقريبًا في المقذوف المحيط بفوهة الارتطام هذه (قطرها 8 أمتار) ، والتي تشكلت في عام 2008. والسبب الوحيد الذي يجعلنا نرى الجليد على السطح هنا هو أن هذه الحفرة صغيرة جدًا. مع مرور الوقت ، سوف يتصاعد الجليد كله بعيدًا.
حقوق الصورة: كاميرا تجربة علوم التصوير عالية الدقة ، NASA / JPL-Caltech / جامعة أريزونا.
لذا ، إذا كان الجليد غير مستقر في ظروف اليوم على سطح المريخ ، فكيف يمكن للدكتور فيلدمان وفريقه تفسير وجود هذا القدر من الجليد بالقرب من السطح؟ حسنًا ، ربما ترسبت كتلة الجليد منذ حوالي 10-20 مليون سنة ، في وقت كان الجليد فيه مستقرًا على السطح. إذا حدث ذلك ، فمن الممكن أن يكون الغطاء الجليدي قد تم حفظه تحت طبقة من الغبار والرواسب الأسمنتية. كان من الممكن أن يحمي هذا القشرة المتينة الجليد جزئيًا من درجات حرارة السطح المعاصرة والظروف الجوية ، مما يؤدي إلى إبطاء تسامي الجليد بدرجة كافية بحيث يُترك لنا بعضًا منه لنكتشفه اليوم.
رابط المصدر: Feldman et al.، 2011، JGR 116، E11009