جو سیاره مریخ چرا و چطور ناپدید شد؟
تحقیقات جدید نشان می‌دهد جو سیاره مریخ فقط از دید ما ناپدید شده؛ این به معنای از‌بین‌رفتن آن نیست. به بیان دیگر، جو سیاره سرخ را مواد معدنی موجود در خاک این سیاره جذب کرده است. دانشمندان توضیح می‌دهند چطور حدود ۳ میلیارد سال پیش با جذب پوشش گازی این سیاره به درون آن، این سیاره نزدیک به زمین تا این حد متفاوت و خاص شده است؛ به‌طوری که توانایی بالقوه خود برای میزبانی حیات را از دست بدهد.
به گزارش دیجیاتو، دانشمندان باور دارند سیاره سرخ برای همیشه مثل حالا خشک و بیابانی نبوده است؛ این چیزی است که مریخ‌نورد‌های «Perseverance» و «Curiosity» به ما اثبات کرده‌اند. اما هر دو ربات شواهدی را کشف کرده‌اند که نشان می‌دهد اوایل ۴.۶ میلیاردسالگی این سیاره، آب فراوانی در مریخ وجود داشته است. اما می‌دانیم برای آنکه آب بتواند به‌صورت مایع در سطح سیاره‌ای در جریان باشد، باید جو وجود داشته باشد؛ زیرا جو از تبخیر آب مایع جلوگیری می‌کند. سؤال بزرگ اینجاست: آب و جو سیاره مریخ چطور ناپدید شدند؟
محققان باور دارند آب و حتی لایه‌های گاز تشکیل‌دهنده جو در یک‌قدمی مریخ‌نورد‌ها بوده است. در مقاله‌ای که اخیراً محققان دانشگاه MIT در مجله «Science Advances» چاپ کرده‌اند، بیان کردند زمانی که سیاره سرخ مملو از رودخانه‌ها بود، آب رودخانه‌ها از میان انواع خاصی از سنگ‌ها عبور و به درون سیاره نفوذ کرده است. این امر سبب شده مجموعه‌ای از واکنش‌های شیمیایی آغاز شوند که دی‌اکسید کربن را از ترکیبات جو جدا کرده است. سپس این ماده به متان، شکلی از کربن، تبدیل شده و در سطح رسی مریخ محبوس شده است.
آن قسمت این نظریه که دانشمندان را شگفت‌زده کرده این است که اگر واقعاً چنین اتفاقی افتاده و مقدار زیادی متان در خاک مریخ ذخیره شده باشد، می‌توان از آن به‌جای منبع انرژی آیندگان در مریخ استفاده کرد.
نکته جالب این است که چنین تحقیقاتی ابتدا روی زمین آغاز شد. آنها ابتدا تلاش می‌کردند فرایند‌های زمین‌شناسی را که سبب شکل‌گیری و تکامل لایه سخت و درعین‌حال شکننده بیرونی زمین شده است، بشناسند؛ این لایه پوسته و گوشته بالایی زمین را در برمی‌گیرد و با عنوان «لیتوسفر» شناخته می‌شود.
محققان در این پژوهش روی ماده معدنی خاک رس به نام «اسمکتیت» تمرکز کردند که در به‌دام‌انداختن کربن بسیار کارآمد است. فقط یک دانه اسکمتیت از چین‌های زیادی تشکیل شده است که کربن می‌تواند میلیارد‌ها سال در آن بنشیند و بدون جابه‌جایی یا نابودی باقی بماند.
روی زمین، اسمکتیت‌ها با حرکت صفحات تکتونیک که قاره‌ها روی آن نشسته‌اند، ایجاد می‌شوند. این فعالیت تکتونیکی همچنین اسمکتیت‌ها را به سطح سیاره می‌آورد. هنگامی که این ماده معدنی چین‌خورده در سطح قرار می‌گیرد، دی‌اکسید کربن جذب می‌کند که به‌مرور این گاز گلخانه‌ای را از اتمسفر حذف می‌کند و سیاره طی میلیارد‌ها سال سرد می‌شود.
وقتی دانشمندان چنین اطلاعاتی درباره به وجود اسمکتیت‌ها به دست آوردند، نگاهشان را معطوف به سیاره سرخ کردند و دریافتند ماده اسمکتیت مشابهی در سراسر سیاره مریخ وجود دارد.
کشف اسمکتیت‌ها در مریخ سؤال مهمی را مطرح کرد: ازآن‌جایی که سیاره سرخ فاقد فعالیت تکتونیکی است، این کانی رسی چین‌خورده چگونه ایجاد شده است؟ برای پاسخ به این پرسش، تیم به اطلاعات تاریخچه مریخ روی آورد.
یکی از سرنخ‌ها تشخیص و شناسایی سنگ‌های آذرین به نام «اولترامافیک» از راه دور بود. روی زمین، این سنگ‌های آذرین هنگام خوردگی یا هوازدگی توسط آب، اسمکتیت ایجاد می‌کنند. در مریخ، شواهدی از رودخانه‌های باستانی وجود دارد که آب می‌توانست در آن جریان داشته باشد و با سنگ زیرین واکنش نشان دهد. محققان با این اطلاعات و استفاده از دانش خود در زمینه نحوه اندرکنش میان آب و سنگ‌های آذرین در زمین استفاده کرد تا مدل مختص به سیاره مریخ را تولید کند. این مدل نشان می‌دهد آیا آب می‌توانست با سنگ‌های اولترامافیک عمیق مریخ به گونه‌ای واکنش نشان دهد که اسمکتیت‌ها در سطح تولید شوند؟
با استفاده از این مدل، دانشمندان دریافتند طی یک‌میلیارد سال، آب می‌تواند از طریق پوسته نفوذ کند تا با ماده‌ای معدنی سیلیکات آهن منیزیم که در سنگ‌های آذرین به نام «الیوین» فراوان است، واکنش نشان دهد. این ماده معدنی سرشار از آهن است که اکسیژن موجود در آب در این فرایند خود را به آن متصل کرده و هیدروژن آزاد می‌کند. این آهن اکسیدشده ممکن است در رنگ قرمز متمایز مریخ مؤثر باشد.
سپس، هیدروژن آزادشده می‌تواند با دی‌اکسید کربن موجود در آب ترکیب و متان ایجاد کند. در این واکنش، الیوین به آرامی به سنگ دیگری به نام «سرپانتین» که غنی از آهن است، تبدیل می‌شود. با اندرکنش طولانی سرپانتین با آب اسمکتیت تولید می‌شود.
«جاشوا موری»، نویسنده اصلی این پژوهش، گفت: «اسمکتیت‌ها ظرفیت زیادی برای ذخیره کربن دارند؛ بنابراین ما از دانش موجود درمورد نحوه ذخیره این مواد معدنی در زمین استفاده کردیم و به این سؤال رسیدیم که اگر سطح مریخ این مقدار رس در خود داشته باشد، چه مقدار متان می‌تواند در خاک آن ذخیره شود؟»
این تیم دریافت برای ذخیره مقدار متان موردنیاز برای شسته شدن دی‌اکسید کربن از جو مریخ که به محو شدن جو از دید ما منجر می‌شود، سیاره سرخ باید با لایه‌ای از اسمکتیت به عمق بیش از ۱۱۰۰ متر پوشانده شده باشد.
موری در پایان گرفت: «تخمین حجم رس در مریخ با بخش قابل‌توجهی از دی‌اکسید کربن اولیه این سیاره که به‌عنوان ترکیبات آلی از پوسته غنی از رس جدا شده است، مطابقت دارد؛ نتیجه می‌گیریم اتمسفر گمشده مریخ در سنگ‌های این سیاره جذب شده و درحقیقت ناپدید نشده است.»
