يستخدم الجيوفيزيائيون البيانات الزلزالية ناسااكتشف المسبار INSIDE خزانًا كبيرًا للمياه الجوفية يوم الثلاثاءيكفي لملء المحيطات القديمة مرة واحدة.
يشير هذا الخزان المحتجز داخل قلب المريخ إلى أن مياه الكوكب الأحمر لم تتسرب بالكامل إلى الفضاء، ولكن تم امتصاصها في قشرته، مما أدى إلى قلب النظريات السابقة حول جفاف المريخ وتوفير موطن يمكن أن يدعم الحياة.
باستخدام النشاط الزلزالي لاستكشاف الجزء الداخلي من المريخ، وجد الجيوفيزيائيون دليلاً على وجود خزان كبير تحت سطح الأرض من الماء السائل، وهو ما يكفي لملء المحيطات على سطح الكوكب.
سمحت البيانات الواردة من Inside Lander التابع لناسا للعلماء بتقدير أن كمية المياه الجوفية يمكن أن تغطي الكوكب بأكمله بعمق يتراوح بين كيلومتر واحد إلى كيلومترين، أو عمق ميل.
في حين أن هذه أخبار جيدة لأولئك الذين يتتبعون مصير مياه الكوكب بعد اختفاء محيطاته قبل 3 مليارات سنة، إلا أن الخزان لن يكون ذا فائدة كبيرة لأي شخص يحاول استغلاله لتزويد مستعمرة مريخية مستقبلية. ويقع في منتصف القشرة المريخية، على عمق يتراوح بين 11.5 و20 كيلومتراً تحت السطح في شقوق وفتحات صغيرة في الصخر. وحتى على الأرض، فإن حفر حفرة بعمق كيلومتر واحد يمثل تحديًا.
استعمار المريخ وآثاره على علم الأحياء الفلكي
ويشير هذا الاكتشاف إلى موقع واعد آخر للحياة على المريخ، إذا كان من الممكن الوصول إلى الخزان. في الوقت الحالي، يساعد في الإجابة على الأسئلة المتعلقة بالتاريخ الجيولوجي للكوكب.
قال فاشون رايت، زميل ما بعد الدكتوراه السابق في جامعة كاليفورنيا في بيركلي، والذي يعمل الآن أستاذًا مساعدًا في معهد سكريبس لعلوم المحيطات بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو: “إن فهم دورة المياه المريخية أمر بالغ الأهمية لفهم تطور المناخ والسطح والداخل”. “نقطة البداية المفيدة هي معرفة مكان وجود المياه وكميتها.”
وقد وصف رايت، مع زملائه مايكل مانغا من جامعة كاليفورنيا في بيركلي وماتياس مورسفيلد من سكريبس لعلوم المحيطات، تحليلهم في ورقة بحثية ظهرت هذا الأسبوع في المجلة. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.
التقنيات والمبادئ: الكشف عن جيولوجيا المريخ
استخدم العلماء نموذجًا رياضيًا لفيزياء الصخور مشابهًا للنماذج المستخدمة على الأرض لرسم خرائط طبقات المياه الجوفية وحقول النفط، ومن الأفضل تفسير بيانات إنسايت الزلزالية من خلال طبقة عميقة من الصخور النارية المتكسرة المشبعة بالمياه السائلة. يتم تبريد الصخور النارية مثل جرانيت سييرا نيفادا من الصهارة الساخنة.
وقال مانجا، أستاذ علوم الأرض والكواكب في جامعة كاليفورنيا في بيركلي: “إن إثبات وجود خزان كبير من الماء السائل يوفر بعض النوافذ لمعرفة ما كان عليه المناخ أو يمكن أن يكون عليه”. “الماء ضروري للحياة كما نعرفها. لا أعرف لماذا [the underground reservoir] لا بيئة صالحة للعيش. وهذا صحيح بالتأكيد على الأرض – فالأنفاق العميقة توفر الحياة، وقاع المحيط يوفر الحياة. ليس لدينا أي دليل على وجود حياة على المريخ، لكننا حددنا مكانًا يمكن أن تنشأ فيه الحياة، على الأقل من حيث المبدأ.
كان مانغا مستشارًا لما بعد الدكتوراه لرايت. مورزفيلد، وهو طالب دراسات عليا سابق في قسم الرياضيات بجامعة كاليفورنيا في بيركلي، هو الآن أستاذ مشارك في الجيوفيزياء في سكريبس لعلوم المحيطات.
المياه القديمة والأدلة على التطور الجيولوجي على المريخ
وأشار مانغا إلى أن الأدلة الوفيرة – قنوات الأنهار، والدلتا، ورواسب البحيرات، وكذلك الصخور المتغيرة بالمياه – تدعم الفرضية القائلة بأن المياه كانت تتدفق ذات يوم على سطح الكوكب. لكن تلك الفترة الرطبة انتهت قبل 3 مليارات سنة، بعد أن فقد المريخ غلافه الجوي. أرسل علماء الكواكب على الأرض عددًا من المجسات ومركبات الهبوط إلى الكوكب لمعرفة ما حدث لتلك المياه – المياه المتجمدة في القمم الجليدية القطبية للمريخ لا يمكنها تفسير كل ذلك – ومتى حدث ذلك، وما إذا كانت الحياة موجودة أم لا. أو سيكون على هذا الكوكب.
وتشير النتائج الجديدة إلى أن معظم الماء لم يتسرب إلى الفضاء، بل ترشح إلى القشرة الأرضية.
تم إرسال مركبة الهبوط Inside إلى المريخ في عام 2018 لدراسة القشرة والوشاح واللب والغلاف الجوي، وسجلت معلومات لا تقدر بثمن حول الجزء الداخلي للمريخ قبل انتهاء المهمة في عام 2022.
قال مانغا: “لقد تجاوز هذا العمل توقعاتي بكثير”. “من خلال النظر في جميع البيانات الزلزالية التي جمعها InSight، اكتشفوا القليل عن سمك القشرة، وعمق اللب، وتكوين اللب، وحتى درجة الحرارة في القشرة.”
اكتشف المسبار زلازل مريخية بقوة 5 درجات، وأصواتًا ناجمة عن تأثيرات النيازك والمناطق البركانية، وكلها ولدت موجات زلزالية سمحت لعلماء الجيوفيزياء بدراسة المناطق الداخلية.
وذكرت دراسة سابقة أنه لا يوجد جليد مائي في القشرة العليا على عمق يتجاوز 5 كيلومترات، كما اشتبه مانغا وآخرون. وهذا يعني أن هناك كميات أقل من المياه الجوفية المتجمدة خارج المناطق القطبية.
وحللت الورقة الجديدة القشرة العميقة وخلصت إلى أن “أفضل تفسير للبيانات المتاحة هو وجود قشرة متوسطة مشبعة بالماء” أسفل موقع المسبار. وبافتراض أن القشرة موحدة في جميع أنحاء الكوكب، يرى الفريق أن هذه المنطقة الوسطى من القشرة الأرضية يجب أن تحتوي على مياه أكثر من “الأحجام المقترحة لملء محيطات المريخ القديمة المفترضة”.
لمعرفة المزيد عن هذا الاكتشاف، راجع هل وجدنا ماء سائلاً على المريخ؟ بيانات مذهلة من مركبة إنسايد لاندر التابعة لناسا.
المرجع: “المياه السائلة في وسط المريخ” 12 أغسطس 2024، وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.
دوى:10.1073/pnas.2409983121
تم دعم هذا العمل من قبل المعهد الكندي للأبحاث المتقدمة، والمؤسسة الوطنية للعلوم، والمكتب الأمريكي للأبحاث البحرية.
