وفقًا لمعايير الأرض ، فإن سطح المريخ هو صورة الخراب. انها ليست فقط مشعة وباردة بما يكفي لجعل القارة القطبية الجنوبية تبدو معتدلة ، ولكنها أيضا آلاف المرات أكثر جفافا من الأماكن الأكثر جفافا على وجه الأرض. ومع ذلك ، تحت السطح شديد الجفاف للكوكب الأحمر ، توجد إمدادات وفيرة من الجليد المائي التي يمكن أن تكون في يوم من الأيام في متناول المستكشفين من البشر (وحتى المستوطنين).
هذا هو الحال بشكل خاص في منطقة خطوط العرض الوسطى المعروفة باسم أركاديا بلانيتيا ، سهل أملس يقع في الأراضي المنخفضة شمال المريخ. وفق بحث جديد أجريت هذه المنطقة بدعم من مختبر الدفع النفاث (JPL) التابع لوكالة ناسا ، حيث تُظهر المنطقة علامات على وجود الأنهار الجليدية ونشاط الأنهار الجليدية. يمكن أن تكون هذه النتائج مفيدة للغاية لعمليات الهبوط البشري في المستقبل واستكشاف المريخ ، ناهيك عن الاستيطان المحتمل.
الدراسة التي ظهرت مؤخرا في المجلة العلمية إيكاروس ، بقيادة شانون هيبارد - دكتوراه. مرشح في الجيولوجيا وعلوم الكواكب في جامعة ويسترن أونتاريو (UWO). وانضم إليها الدكتور جوردون آر أوسينسكي من UWO’s معهد استكشاف الأرض والفضاء (IESE) ، وإتيان جودين ، عالم البيانات في مركز الدراسات الشمالية بجامعة لافال ؛ و ناثان ويليامز و ماثيو جولومبيك ناسا JPL.
MRO التحقيق في دورة مياه المريخ. الائتمان: NASA / JPL / Corby Waste
هل يوجد جليد على سطح المريخ؟
تعود التكهنات حول وجود الجليد على المريخ إلى قرون مضت لكنها ظلت غير مؤكدة حتى ذلك الحين بعثات فايكنغ التابعة لوكالة ناسا أصبحت البعثتان الثانية والثالثة للهبوط على سطح المريخ في السبعينيات. لاحظ هؤلاء وجود بخار الماء في الغلاف الجوي وخصائص شبيهة بالأنهار الجليدية ، والتي تضمنت تموجات وتراكمات واسعة النطاق للمواد غير المتماسكة (موراينز).
ترتبط هذه الميزات بشكل شائع بالمناظر الطبيعية الجليدية هنا على الأرض. نظرًا لأنه لم يتم تأكيد وجود مياه على سطح المريخ مرة واحدة ، أشار المجتمع العلمي بحذر إلى هذه الميزات على أنها 'ميزات التدفق اللزج'. وبما أن جليد الماء المكشوف يتسامى على سطح المريخ بسبب انخفاض ضغط الهواء والتعرض للإشعاع الشمسي ، فقد توقع الباحثون أن هذه الأنهار الجليدية ستحتاج إلى الحماية بطبقة سميكة من الثرى.
بحلول عام 2002 ، تم الحصول على بيانات الاستشعار بواسطة المريخ أوديسي أكدت المركبة المدارية وجود جليد الماء تحت السطحي في منطقة خطوط العرض الوسطى للمريخ. تم تأكيد هذه النتائج في عام 2008 بواسطة فينيكس لاندر ، والتي لاحظت وجود جليد مائي تحت سطح الأرض في سهل القطب الشمالي الشمالي. ثم جاء ملف مركبة استطلاع المريخ (MRO) ، الذي اكتشف وجود جليد مائي وفير تحت الأرض تحت سهول أركاديا بلانيتيا.
أشار رادار MRO المخترق للأرض إلى أن هذا الجليد يمتد من السطح (تحت طبقة من الغبار والحطام) نزولاً إلى عمق 38 مترًا (~ 125 قدمًا). البيانات التي قدمتها هذه البعثات وغيرها جمعت البيانات التي سمحت للعلماء برسم خرائط وفهرسة وتصنيف آلاف الميزات التي من المحتمل أن تكون نتيجة نشاط الأنهار الجليدية.
الجليد المائي الجوفي على سطح المريخ ، الألوان الباردة أقرب إلى السطح من الألوان الدافئة ، ويمثل الصندوق المحدد المنطقة المثالية لإرسال رواد فضاء لهم لاستخراج الجليد المائي. المصدر: NASA / JPL-Caltech / ASU
الأنهار الجليدية في المنطقة
من أجل دراستهم ، قامت Hibbard وزملاؤها برسم العشرات من الميزات السطحية في Arcadia Planitia ، بحثًا عن هذه الأنواع نفسها من 'الميزات المتعرجة'. في هذه العملية ، وجدوا تموجات وأخاديد في الوديان وعلى سفوح التلال ، وهي نموذجية أينما كان الجليد يتدفق إلى أسفل التل. ومع ذلك ، وجدت هوبارد وفريقها أيضًا هذه الميزات في منطقة مسطحة من أركاديا بلانيتيا كانت معزولة عن أي خداع أو منحدرات.
ترك هذا احتمالًا واحدًا فقط ، وهو أن الأنهار الجليدية كانت تتدفق مرة واحدة عبر هذه المناطق المسطحة من السطح أيضًا. كما أوضح هيبارد في مقابلة مع GlacierHub :
'كان العثور على ميزات التدفق المحتملة في هذه المنطقة المسطحة أمرًا مثيرًا للغاية. أشارت الدراسات السابقة إلى وجود طبقة جليدية مدفونة في موقع دراستنا ، وتشير أدلةنا على وجود قنوات جليدية داخل هذه الطبقة الجليدية إلى وجود ديناميكيات جليدية أكثر تعقيدًا في متناول اليد على المريخ '.
لتحديد ما يمكن أن يجعل هذا الغطاء الجليدي يتدفق ، قارنت هيبارد وفريقها ميزات التدفق في Arcadia Planitia بالميزات المماثلة الموجودة في التيارات الجليدية في القارة القطبية الجنوبية - حيث تتحرك المناطق في الغطاء الجليدي المسطح بشكل أسرع من المناطق المحيطة بها. في حين أن الباحثين لا يعرفون السبب الدقيق لهذه التيارات الجليدية ، فقد استنتجوا أنه يمكن أن يكون بسبب مزيج من التضاريس الجوفية والذوبان في الجزء السفلي من الغطاء الجليدي.
في حالة Arcadia Planitia ، توقف الغطاء الجليدي عن التدفق منذ ذلك الحين وأصبح تيارًا جليديًا راكدًا ، مما أدى إلى تراكم طبقة أكثر سمكًا من الحطام السطحي. تقدم هذه الخصائص الفريدة إمكانية مهمة لبعثات مأهولة في المستقبل إلى المريخ. باختصار ، هل يمكن استخراج جليد الماء هذا من أجل الاستهلاك البشري؟
عرض فنان لبيانات HiRISE من وكالة ناسا لنهر جليدي متوسط العرض على سطح المريخ ، معزول بطبقة سطحية من الغبار والصخور. تقع في جدار ميسا في Protonilus Mensae على المريخ. الائتمان: كيفن جيل
البعثات البشرية المصنفة
في حين أن معظم الأنهار الجليدية على المريخ والجليد تحت السطحي تقع بالقرب من المنحدرات وعلى المنحدرات ، فإن النهر الجليدي Arcadia Planitia يشكل طبقة جليدية مسطحة معتدلة قريبة من السطح. علاوة على ذلك ، هناك عدد قليل من المخاطر الجغرافية التي يجب التعامل معها (مثل الصخور السطحية والحطام) ، مما يجعلها موقعًا مثاليًا للهبوط ومكانًا جيدًا لاستخدام الموارد في الموقع (ISRU) أثناء المهام البشرية المستقبلية.
هذا يميزها عن البقع الجليدية القريبة من المناطق القطبية ، والتي يمكن الوصول إليها بسهولة ، ولكنها شديدة البرودة مقارنة بمناطق خطوط العرض الوسطى. كما قال جيرمان مارتينيز ، العالم في معهد القمر والكواكب (LPI) ، في بيان لـ GlacierHub:
'[I] بشكل عام ، من الأفضل الذهاب إلى خطوط العرض المنخفضة والمتوسطة ، حيث تكون درجات الحرارة أكثر اعتدالًا وتتوافر الطاقة الشمسية على مدار العام ... في خطوط العرض المتوسطة والمنخفضة هذه ، على الرغم من أن الجليد المائي يكون عادةً أعمق في باطن الأرض منه في خطوط العرض القطبية. '
علاوة على ذلك ، قد يكون الوصول إلى جليد أركاديان الذي بحثته هيبارد وزملاؤها أكثر سهولة من رواسب الجليد المائي الأخرى المعروفة عند خطوط العرض الوسطى المريخية. لذلك ، إذا أصبحت البعثات المأهولة تحدث بشكل منتظم على المريخ ، فقد يثبت أن هذا الجليد لا غنى عنه لرواد الفضاء وموائلهم ، حيث يوفر كل شيء من مياه الشرب والري إلى المواد الخام لتصنيع الوقود.
بمرور الوقت ، قد يتم استغلال الجبل الجليدي تحت السطح لغرض أكثر طموحًا - مثل إعادة تأهيل المريخ! إذا كان المريخ يومًا ما أن يصبح كوكبًا أكثر دفئًا ورطوبة (كما كان قبل مليارات السنين) ، فإن رواسب الجليد الجوفية مثل هذا الكوكب ستكون ضرورية للغاية لعملية الانتقال.
قراءة متعمقة: مدرسة كولومبيا للمناخ و إيكاروس
