دراسة: المريخ يفقد ما يكفى من الماء فى الفضاء لتكوين محيط عالمى

أظهرت دراسة مشتركة أجراها تلسكوب هابل الفضائي ومهمة ناسا لدراسة الغلاف الجوي والتطور المتقلب للمريخ (مافن) أن التغيرات الموسمية يمكن أن يكون لها تأثير كبير على مدى سرعة فقدان المريخ لمياهه في الفضاء. قبل أكثر من ثلاثة مليارات سنة، كان المريخ دافئًا ورطبًا، مع وجود مسطحات مائية كبيرة على سطحه وغلاف جوي أكثر سمكًا. ومع ذلك، أصبح المريخ اليوم قاحلًا وباردًا وجافًا. إذن ماذا حدث لكل الماء؟

وقال جون كلارك من جامعة بوسطن في بيان له، بحسب موقع سبيس.كوم: “هناك مكانان فقط يمكن للماء أن يتواجد فيهما. إما أن يتجمد في الأرض، أو أن تتفكك جزيئات الماء إلى ذرات، أو أن تهرب الذرات من الغلاف الجوي العلوي إلى الفضاء”.

لا يزال جزء كبير من مياه المريخ موجودًا على الكوكب الأحمر، ويبدو أن هناك خزانات ضخمة محاصرة في أعماق الأرض على أعماق تتراوح بين 11.5 و20 كيلومترًا، وهناك ما يكفي من المياه داخل المريخ لتشكيل طبقة عالمية مكافئة يتراوح سمكها بين كيلومتر واحد إلى كيلومترين.

كما أن كميات صغيرة نسبيا من الجليد المائي محاصرة في التربة الصقيعية الضحلة وفي القمم الجليدية القطبية على المريخ، وخلال الصيف المريخي، يمكن لهذا الجليد أن يتسامى، مما يؤدي إلى إطلاق بخار الماء في الغلاف الجوي.

ويدور معظم بخار الماء هذا من قطب إلى قطب، ويتجمد في نصف الكرة الأرضية حيث يكون الشتاء، ولكن بعضه يجد نفسه في الغلاف الجوي العلوي حيث يمكن للأشعة فوق البنفسجية للشمس أن تحلل جزيئات الماء ضوئيا، وتفصلها إلى ذراتها المكونة لها.

يؤدي الأكسجين الموجود في الماء إما إلى أكسدة المواد الموجودة على السطح، وهو السبب في أن المريخ يبدو باللون الأحمر الصدئ، أو إلى الارتباط بالكربون لتكوين ثاني أكسيد الكربون.
وفي الوقت نفسه، يمكن لذرات الهيدروجين (أو نظيرتها النظيرية الأثقل، الديوتيريوم) الهروب إلى الفضاء (إذا كانت نشطة بما يكفي للوصول إلى سرعة الهروب) والانجراف مع الرياح الشمسية.

قد تكون مهمة مركبة الفضاء مافن، التي وصلت إلى المريخ في عام 2014، هي قياس تسرب الهيدروجين.

وبناء على ملاحظات سابقة من مركبة مافن، فقد فقد المريخ ما يكفي من الماء في الفضاء لتشكيل هلام يصل عمقه إلى عشرات إلى مئات الأمتار، وعند الجمع مع الكمية الهائلة من الماء التي تم العثور عليها مؤخرا مدفونة داخل المريخ، فهذا يعني أن الكوكب الأحمر كان غنيا بالمياه في ماضيه البعيد.

ومع ذلك، تمكنت مركبة مافن الآن، بمساعدة تلسكوب هابل الفضائي، من اكتشاف بعض التعقيدات غير المتوقعة في قصة فقدان المياه على سطح المريخ.

وأظهرت الأجهزة مجتمعة أن معدل فقدان الهيدروجين موسمي، مع زيادات كبيرة في معدل الهروب عند الحضيض، أقرب نقطة للمريخ في مداره حول الشمس.

ويتزامن هذا مع ارتفاع قوي لبخار الماء في الغلاف الجوي الأوسط، بسبب التسخين الموسمي، وعندما يكون المريخ في الحضيض، يميل نصفه الجنوبي نحو الشمس ويغرق الكوكب الأحمر في موسم العواصف الترابية السنوي؛ ويمكن للغبار المحمول جواً أن يساهم في تسخين الغلاف الجوي ومحتوى بخار الماء.

قام مافن بقياس كثافة الديوتيريوم والهيدروجين في الغلاف الجوي العلوي، والتي كانت أعلى بحوالي 5 و20 مرة، على التوالي، من تلك الموجودة في الأوج، وهي النقطة الأبعد عن الشمس في مدار المريخ الإهليلجي (الممدود، وليس الدائري).

وأظهرت الملاحظات أيضًا أن معدلات الهروب أعلى بحوالي 10 إلى 100 مرة بالنسبة للديوتيريوم والهيدروجين، على التوالي، عند الحضيض مقارنة بالأوج.

في الواقع، يهرب كل من الديوتيريوم والهيدروجين بسرعة كبيرة عند الحضيض الشمسي لدرجة أن الشيء الوحيد الذي يحد منهما هو كمية بخار الماء المتوفرة في الغلاف الجوي، حيث يفقد الكوكب ما يكفي من الماء إلى الفضاء لتشكيل محيط عالمي.