مرحبًا بكم من جديد في سلسلة طقس الكواكب! اليوم ، نلقي نظرة على جار الأرض و 'موقع النسخ الاحتياطي' المحتمل للبشرية يومًا ما - المريخ!
غالبًا ما يُشار إلى المريخ باسم 'توأم الأرض' ، نظرًا لأوجه التشابه بينه وبين كوكبنا. كلاهما من الكواكب الأرضية ، وكلاهما له أغطية جليدية قطبية ، وكلاهما (في وقت واحد) لهما أغلفة جوية قابلة للحياة وماء سائل على أسطحهما. لكن بعد ذلك ، فإن الاثنين مختلفان تمامًا. وعندما يتعلق الأمر بغلافها الجوي ومناخها ، فإن المريخ يقف بعيدًا عن الأرض في بعض النواحي العميقة إلى حد ما.
على سبيل المثال ، عندما يتعلق الأمر بالطقس على سطح المريخ ، فعادة ما تكون التوقعات مثيرة للغاية. لا يختلف الطقس على كوكب المريخ من يوم لآخر فحسب ، بل إنه يختلف أحيانًا من ساعة إلى أخرى. يبدو هذا غير معتاد إلى حد ما بالنسبة لكوكب له غلاف جوي به كثافة جوية تبلغ 1٪ فقط مثل كوكب الأرض. ومع ذلك ، فإن المريخ قادر على رفع الحد الأقصى عندما يتعلق الأمر بالطقس القاسي وظواهر الأرصاد الجوية.
جو المريخ:
المريخ له غلاف جوي رقيق للغاية يتكون من 96٪ ثاني أكسيد الكربون و 1.93٪ أرجون و 1.89٪ نيتروجين ، إلى جانب آثار من الأكسجين والماء. الغلاف الجوي مغبر تمامًا ، ويحتوي على جسيمات يبلغ قطرها 1.5 ميكرومتر ، وهو ما يعطي سماء المريخ لونها الباهت عند رؤيتها من السطح. يتراوح الضغط الجوي للمريخ من 0.4 إلى 0.87 كيلو باسكال ، وهو ما يعادل حوالي 1٪ من ضغط الأرض عند مستوى سطح البحر.
توضح هذه الصورة الطرق المحتملة التي يمكن أن يدخل الميثان إليها في الغلاف الجوي للمريخ ويمكن أيضًا إزالته منه. الائتمان: NASA / JPL-Caltech / SAM-GSFC / Univ. ميشيغان
بسبب هذا الغلاف الجوي الرقيق ، وبُعده الأكبر عن الشمس ، تكون درجة حرارة سطح المريخ أبرد بكثير مما نشهده هنا على الأرض. متوسط درجة حرارة الكوكب هو -63 درجة مئوية (-82 درجة فهرنهايت) ، مع انخفاض قدره -143 درجة مئوية (-226 درجة فهرنهايت) خلال فصل الشتاء عند القطبين ، وارتفاع 35 درجة مئوية (95 درجة فهرنهايت) أثناء الصيف و منتصف النهار عند خط الاستواء.
بسبب الانخفاض الشديد في درجات الحرارة عند القطبين ، يتجمد 25-30٪ من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ويصبح جليدًا جافًا يترسب على السطح. في حين أن القمم الجليدية القطبية تتكون في الغالب من الماء ، فإن القطب الشمالي للمريخ به طبقة من الجليد الجاف يبلغ سمكها مترًا واحدًا في الشتاء ، بينما يُغطى القطب الجنوبي بطبقة دائمة يبلغ عمقها ثمانية أمتار.
كما تم الكشف عن كميات ضئيلة من غاز الميثان والأمونيا في الغلاف الجوي للمريخ. في الحالة الأولى ، لديها تركيز يقدر بحوالي 30 جزءًا في المليار (ppb) ، على الرغم من أن فضولاكتشفت العربة الجوالة 'ارتفاعًا بمقدار عشرة أضعاف' في 16 كانون الأول (ديسمبر) 2014. من المحتمل أن يكون هذا الاكتشاف مترجمًا ، ولا يزال المصدر غامضًا. وبالمثل ، فإن مصدر الأمونيا غير واضح ، على الرغم من اقتراح النشاط البركاني كاحتمال.
ظواهر الأرصاد الجوية:
يشتهر المريخ أيضًا بعواصفه الترابية الشديدة ، والتي يمكن أن تتراوح من الأعاصير الصغيرة إلى الظواهر على مستوى الكوكب. تتزامن حالات هذا الأخير مع الغبار الذي يتم نفخه في الغلاف الجوي ، مما يؤدي إلى تسخينه من الشمس. يرتفع الهواء الدافئ المليء بالغبار وتزداد قوة الرياح ، مما يخلق عواصف يمكن أن يصل عرضها إلى آلاف الكيلومترات وتستمر لعدة أشهر في كل مرة. عندما يصبحون بهذا الحجم ، يمكنهم في الواقع منع معظم السطح من الرؤية.
صورة تلتقط عاصفة ترابية نشطة على المريخ. اعتمادات الصورة: NASA / JPL-Caltech / MSSS
بسبب الغلاف الجوي الرقيق ودرجات الحرارة المنخفضة ونقص الغلاف المغناطيسي ، لا يحدث هطول سائل (مثل المطر) على المريخ. في الأساس ، قد يتسبب الإشعاع الشمسي في فصل أي ماء سائل في الغلاف الجوي إلى هيدروجين وأكسجين. وبسبب الجو البارد والرقيق ، لا توجد مياه سائلة كافية على السطح للحفاظ على دورة المياه.
ومع ذلك ، تتشكل السحب الرقيقة من حين لآخر في الغلاف الجوي ويسقط هطول الأمطار على شكل ثلج. هذا يتكون في المقام الأول من ثلج ثاني أكسيد الكربون ، والتي لوحظت في المناطق القطبية. ومع ذلك ، فقد لوحظت أيضًا آثار صغيرة من السحب المتجمدة التي تحمل الماء في الغلاف الجوي العلوي للمريخ في الماضي ، مما ينتج عنه ثلج يقتصر على الارتفاعات العالية.
لوحظ أحد هذه الأمثلة على 29 سبتمبر 2008 ، عندما فينيكسالمسبار التقط صوراً للثلج المتساقط من السحب التي كانت على بعد 4 كيلومترات (2.5 ميل) فوق موقع الهبوط بالقرب من Heimdal Crater. ومع ذلك ، أشارت البيانات التي تم جمعها من المسبار إلى أن هطول الأمطار تبخر قبل أن يصل إلى الأرض.
الشفق القطبي على سطح المريخ:
تم اكتشاف الشفق القطبي أيضًا المريخ ، والتي هي أيضًا نتيجة التفاعل بين المجالات المغناطيسية والإشعاع الشمسي. في حين أن المريخ ليس به غلاف مغناطيسي صغير يمكن الحديث عنه ، قرر العلماء أن الشفق القطبي الذي لوحظ في الماضي يتوافق مع منطقة يوجد فيها أقوى مجال مغناطيسي على الكوكب. تم استنتاج ذلك من خلال تحليل خريطة الشذوذات المغناطيسية القشرية التي تم تجميعها مع بيانات من مساح المريخ العالمي .
يحتوي المريخ على صخور ممغنطة في قشرته تخلق مجالات مغناطيسية غير مكتملة (على اليسار). في الرسم التوضيحي على اليمين ، نرى كيف تمتد هذه الحقول إلى الفضاء فوق الصخور. يمكن أن تتشكل الشفق القطبي على قممها. الائتمان: ناسا
ومن الأمثلة البارزة على ذلك الذي حدث في 14 أغسطس 2004 ، والذي تم رصده بواسطة أداة SPICAM على متن مارس اكسبريس . كان هذا الشفق موجودًا في السماء فوق Terra Cimmeria - عند الإحداثيات الجغرافية 177 درجة شرقًا ، و 52 درجة جنوبًا - وقدر أنه كبير جدًا ، حيث يبلغ عرضه 30 كم وارتفاعه 8 كم (18.5 ميل عرضًا و 5 أميال).
في الآونة الأخيرة ، لوحظ شفق قطبي على سطح المريخ بواسطة مافن المهمة التي التقطت صورًا للحدث بتاريخ 17 مارس 2015 ، بعد يوم واحد فقط من ملاحظة الشفق القطبي هنا على الأرض. الملقب باسم 'أضواء عيد الميلاد' للمريخ ، تمت ملاحظتها عبر خطوط العرض الشمالية الوسطى للكوكب و (بسبب نقص الأكسجين والنيتروجين في الغلاف الجوي للمريخ) كان من المحتمل أن يكون توهجًا خافتًا مقارنة بعرض الأرض الأكثر حيوية.
حتى الآن ، تمت دراسة الغلاف الجوي للمريخ وأنماط المناخ والطقس بواسطة العشرات من المركبات المدارية ومركبات الإنزال والمركبات الجوالة ، والتي تتكون من بعثات ناسا و Roscomos بالإضافة إلى وكالة الفضاء الأوروبية وبرنامج الفضاء الفيدرالي الهندي. وتشمل هذه مارينر 4 المسبار ، الذي أجرى أول رحلة طيران فوق المريخ - وهي عملية استمرت ليومين بين 14 و 15 يوليو 1965.
تم توسيع البيانات الخام التي تم الحصول عليها في وقت لاحق مارينر 6و7 البعثات (التي أجرت flybys في عام 1969). تبع ذلك فايكنغ 1 و 2 البعثات التي وصلت إلى المريخ في عام 1976 وأصبحت أول مركبة فضائية تهبط على الكوكب وترسل صورًا للأسطح.
منذ مطلع القرن ، تم وضع ستة مركبات في مدار حول المريخ لجمع معلومات عن غلافه الجوي - 2001 مارس أوديسي و مارس اكسبريس و مركبة استطلاع المريخ و مافن و مهمة المريخ المدارية و ExoMars تتبع الغاز المداري .وقد تم تكملتها من خلال مهمات المسبار والهبوط مثل فيونيكس و الروح والفرصة وو فضول .
في المستقبل ، من المقرر أن تصل عدة بعثات إضافية إلى الكوكب الأحمر ، والتي من المتوقع أن تعلمنا المزيد عن الغلاف الجوي والمناخ وأنماط الطقس. سيكشف ما نجده الكثير عن الماضي العميق للكوكب ، وحالته الحالية ، وربما يساعدنا أيضًا في بناء مستقبل هناك.
لقد كتبنا العديد من المقالات الشيقة حول طقس المريخ هنا في Universe Today. هنا مقارنة المريخ بالأرض و يحدث فقط على المريخ: ثلوج ثاني أكسيد الكربون يتساقط على الكوكب الأحمر و الثلج يتساقط من غيوم المريخ و مفاجئة! المريخ لديه الشفق القطبي جدا! و مركبة مافن المدارية التابعة لناسا تكتشف أن الرياح الشمسية جردت الغلاف الجوي للمريخ مما تسبب في تحول جذري .
لمزيد من المعلومات ، راجع مقالة ناسا هذه حول كيف يؤثر طقس الفضاء المريخ.
أخيرًا ، إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن كوكب المريخ بشكل عام ، فقد قمنا بعمل عدة حلقات بودكاست حول الكوكب الأحمر في Astronomy Cast. الحلقة 52: المريخ ، و الحلقة 91: البحث عن الماء على المريخ .
مصادر:
