على الرغم من أن سطح المريخ هو مكان جاف وجاف وبارد قارس اليوم ، إلا أنه يعتقد بقوة أن الكوكب كان يحتوي على أنهار وجداول وبحيرات ومياه متدفقة على سطحه. بفضل مجموعة من صور المركبات الفضائية وتقنيات الاستشعار عن بعد والتحقيقات السطحية من مركبات الهبوط والمركبات الجوالة ، تم تجميع أدلة وافرة لدعم هذه النظرية.
ومع ذلك ، من الصعب التوفيق بين هذا الرأي وأحدث النماذج المناخية للمريخ والتي تشير إلى أنه كان يجب أن يكون مكانًا باردًا وجليديًا بشكل دائم. ولكن وفقًا لدراسة جديدة ، فإن وجود المياه الدافئة المتدفقة قد يكون حدثًا عرضيًا ، وهو أمر حدث لعقود أو قرون عندما تم تسخين الكوكب بشكل كافٍ بسبب الانفجارات البركانية وغازات الاحتباس الحراري.
الدراسة ، التي أجراها علماء من جامعة براون ومعهد وايزمان الإسرائيلي للعلوم ، تشير إلى أن الدفء وتدفق المياه على المريخ القديم ربما كانا عرضيين ، مرتبطين بفترات وجيزة من النشاط البركاني الذي أطلق أطنانًا من غاز ثاني أكسيد الكبريت المسبّب للاحتباس الحراري في الغلاف الجوي.
يجمع العمل بين تأثير النشاط البركاني وأحدث النماذج المناخية للمريخ المبكر ويقترح أن فترات درجات الحرارة الدافئة بدرجة كافية لتدفق المياه من المحتمل أن تستمر لعشرات أو مئات السنين فقط في المرة الواحدة.
إن فكرة وجود مياه سطحية على المريخ تسبق عصر الفضاء بقرون. قبل وقت طويل من ملاحظة بيرسيفال لويل لما كان يعتقد أنه 'قنوات' على سطح المريخ في عام 1877 ، لاحظ علماء الفلك القمم الجليدية القطبية والبقع الداكنة على السطح ، حيث اعتقدوا أنها مؤشرات على وجود ماء سائل.
عثر Curiosity على دليل على وجود تيار متدفق قديم على سطح المريخ في مواقع قليلة ، بما في ذلك نتوء صخري 'Hottah' المصور هنا. الائتمان: ناسا / مختبر الدفع النفاث
ولكن مع كل ما تم تعلمه عن المريخ في السنوات الأخيرة ، فقد تعمق لغز المياه القديمة للكوكب. يشير أحدث جيل من النماذج المناخية للمريخ في وقت مبكر إلى أن الغلاف الجوي كان رقيقًا للغاية بحيث لا يمكنه تسخين الكوكب بدرجة كافية لتدفق المياه. منذ بلايين السنين ، كانت الشمس أيضًا أغمق بكثير مما هي عليه اليوم ، مما يزيد من تعقيد هذه الصورة لمريخ مبكر أكثر دفئًا.
قال جيمس دبليو هيد ، أستاذ علوم الأرض والبيئة وعلوم الكواكب ، 'كان من الصعب التوفيق بين هذه النماذج المناخية الجديدة التي تتنبأ بعالم بارد ومغطى بالجليد مع الأدلة الوفيرة على أن المياه تتدفق عبر السطح لتشكل مجاريًا وبحيرات'. في جامعة براون ومؤلف مشارك للورقة البحثية الجديدة مع إيتاي هاليفي وايزمان. 'يوفر هذا التحليل الجديد آلية للفترات العرضية للتسخين وذوبان الثلوج والجليد التي يمكن أن يستمر كل منها من عقود إلى قرون.'
استكشف هاليفي وهيد فكرة أن التسخين ربما يكون مرتبطًا بالبراكين الدورية. يرجع تاريخ العديد من السمات الجيولوجية التي تشير إلى تدفق المياه على سطح المريخ إلى 3.7 مليار سنة مضت ، وهو الوقت الذي يُعتقد أن البراكين الضخمة كانت نشطة.
وبينما أدى انتشار النشاط البركاني على الأرض في كثير من الأحيان إلى التعتيم العالمي بدلاً من الاحتباس الحراري - على حساب جزيئات حامض الكبريتيك التي تعكس أشعة الشمس - يعتقد هيد وهاليفي أن التأثيرات قد تكون مختلفة في الغلاف الجوي المترب للمريخ.
لاختبار هذه النظرية ، ابتكروا نموذجًا لكيفية تفاعل حامض الكبريتيك مع الغبار المنتشر في الغلاف الجوي للمريخ. يشير العمل إلى أن جزيئات حامض الكبريتيك هذه كانت ستمتلئ على جزيئات الغبار وتقلل من قدرتها على عكس أشعة الشمس. وفي الوقت نفسه ، كان من الممكن أن ينتج عن غاز ثاني أكسيد الكبريت تأثير دفيئة كافٍ لتدفئة منطقة المريخ الاستوائية بحيث يمكن أن تتدفق المياه.
صورة لـ McMurdo Dry Valleys ، أنتاركتيكا ، تم الحصول عليها بواسطة أداة Enhanced Thematic Mapper plus (ETM +) التابعة لشركة Landsat 7. الائتمان: NASA / EO
كان هيد يقوم بعمل ميداني لسنوات في القارة القطبية الجنوبية ويعتقد أن المناخ في المريخ المبكر ربما كان مشابهًا جدًا لما لاحظه في البرد والصحراء.
قال هيد: 'متوسط درجة الحرارة السنوية في الوديان الجافة في أنتاركتيكا أقل بكثير من درجة التجمد ، لكن درجات الحرارة القصوى في النهار في الصيف يمكن أن تتجاوز نقطة انصهار الماء ، وتشكل تيارات عابرة ، ثم تتجمد مرة أخرى'. 'بطريقة مماثلة ، وجدنا أن البراكين يمكن أن ترفع درجة الحرارة في المريخ المبكر فوق نقطة الانصهار لعقود إلى قرون ، مما يتسبب في فترات متقطعة من تشكل الجداول والبحيرات.'
مع توقف تلك البراكين النشطة المبكرة على المريخ ، توقفت أيضًا احتمالية ارتفاع درجات الحرارة وتدفق المياه.
وفقًا لـ Head ، قد تساعد هذه النظرية أيضًا في البحث المستمر عن علامات على أن المريخ كان يستضيف الحياة في يوم من الأيام. إذا كان موجودًا من قبل ، فقد يقدم هذا البحث الجديد أدلة على المكان الذي انتهى به المطاف بالبقايا المتحجرة.
قال: 'الحياة في القارة القطبية الجنوبية ، على شكل حصائر طحلبية ، مقاومة جدًا للظروف شديدة البرودة والجفاف وتنتظر ببساطة ضخ المياه بشكل عرضي' لتزدهر وتتطور '. 'وبالتالي ، فإن النهر القديم والجاف حاليًا وأرضيات البحيرات على المريخ قد تؤوي بقايا حياة بدائية مماثلة ، إذا حدث ذلك على المريخ من قبل.'
تم نشر البحث في علوم الأرض الطبيعية.
قراءة متعمقة: جامعة براون