يقول العلماء إن الأبحاث الجديدة تزيد نظرية عن سبب كون المريخ أحمر

اشترك في النشرة الإخبارية لنظرية Wonder's Wonder Science. استكشف الكون بأخبار عن الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.

مع هوى الصدئة الأيقوني ، كان يطلق على المريخ منذ فترة طويلة الكوكب الأحمر. الآن ، ربما اكتشف العلماء المصدر المحتمل لهذا التلوين المميز ، مما أدى إلى تقلب نظرية شعبية في هذه العملية.

Mars هي واحدة من أكثر الكواكب مدروسة جيدًا في نظامنا الشمسي بسبب قربها من الأرض والعديد من المركبات الفضائية التي زارتها على مدار العقود القليلة الماضية. معًا ، زودت المدارات واللاندر علماء البيانات التي توضح أن لون المريخ الأحمر يأتي من معادن الحديد الصدئة داخل الغبار الذي يطغى على الكوكب.

في مرحلة ما ، كان رد فعل الحديد داخل الصخور على المريخ بالماء أو الماء والأكسجين في الهواء ، مما يخلق أكسيد الحديد – بنفس الطريقة التي يتشكل بها الصدأ على الأرض. على مدار مليارات السنين ، اندلع أكسيد الحديد إلى الغبار واستقر في جميع أنحاء الكوكب بعد أن نقلته رياح المريخ ، والتي لا تزال تدور بين الشياطين الغبار والعواصف الغبار الهائلة.

لم تكتشف التحليلات السابقة لأكسيد الحديد على المريخ ، التي تعتمد فقط على الملاحظات التي أجرتها المركبات الفضائية ، أي دليل على وجود ماء ، مما دفع الباحثين إلى الاعتقاد بأن أكسيد الحديد يجب أن يكون الهيماتيت. كان يعتقد أن المعدن الجاف ، وهو مكون رئيسي في خام الحديد ، قد تشكل من خلال ردود الفعل مع جو المريخ في عملية حدثت على مدى مليارات السنين. إذا كان هذا هو الحال ، لكان الهيماتيت قد تشكلت لاحقًا في تاريخ المريخ ، بعد أن يشتبه في استضافة البحيرات والأنهار على سطحها.

اقترح بحث جديد بين البيانات من مهام متعددة وغبار المريخ المتكرر أن المعادن التي تتشكل في وجود مياه باردة قد تكون مسؤولة عن اللون الأحمر ، بدلاً من الهيماتيت ، والتي يمكن أن تغير الطريقة التي يفهم بها العلماء ما كان المريخ مثله منذ ملايين السنين – وما إذا كان من المحتمل أن يكون صالحًا للسكن. أبلغ فريق من العلماء عن النتائج يوم الثلاثاء في مجلة Nature Communications.

وقال مؤلف الدراسة الرئيسي في جامعة براون ، مؤلف الدراسة الرئيسية في جامعة براون ، في بيان: “لا يزال المريخ هو الكوكب الأحمر”. “إنه فقط أن فهمنا لسبب تحول المريخ الأحمر.”

غربلة الغبار

لقد تساءل العلماء عن التكوين الدقيق لأكسيد الحديد في غبار المريخ ، لأن فهم كيفية تشكيله سيمكنهم من النظر إلى الوراء بشكل أساسي في الوقت الذي كانت عليه البيئة والمناخ على المريخ القديم.

ومع ذلك ، على الرغم من أن الغبار يغطي كل شيء على المريخ ، إلا أنه من الصعب الدراسة ويعرض لغزًا. لم يشارك هورجان في الدراسة.

وقال هورغان: “إن الجسيمات (من الحديد المؤكسد) صغيرة جدًا (نانومترات أو أقل) بحيث لا تملك حقًا بنية بلورية محددة ولا يمكن تسميتها المعادن الحقيقية”. “هناك طرق لتشكيل الحديد المؤكسد بدون ماء ، وتشمل بعض العمليات الجافة المقترحة أكسدة السطح مثل قشور الأكسدة التي تتشكل في الصخور في الوديان الجافة في أنتاركتيكا ، وأكسدة السطح عن طريق التآكل عندما يتم تفجير السطح مع حبيبات الرمل على مدار فترات طويلة. ولكن هناك أيضًا الكثير من الطرق للتأكسد بالماء أيضًا ، بما في ذلك في التربة والبحيرات “.

يشير التحليل الجديد إلى نوع مختلف من أكسيد الحديد الذي يحتوي على ماء يسمى فيريهيدريت ، والذي يتشكل بسرعة في الماء البارد – ومن المحتمل أن يتشكل على المريخ عندما لا يزال هناك الماء على السطح قبل أن يزداد الكوكب أكثر برودة وأكثر إرضاءًا. اقترحت الأبحاث السابقة أن Ferrihydrite كسبب محتمل لتحديد المريخ ، لكن الدراسة الجديدة قد جمعت أساليب المختبر مع بيانات الرصد لأول مرة لتقديم أدلة.

“تحاول هذه الورقة معرفة أي أكسيد الحديد البلوري الذي يمكن أن يكون مسؤولاً عن المكون الأحمر من غبار المريخ ، والذي سيكون من المفيد العمل لأن ذلك يمكن أن يساعدنا في تحديد العملية التي تنتج الغبار وعندما حدث ذلك” قال.

استفاد Valantinas وفريقه من البيانات التي جمعها Mars Express Orbiter من وكالة الفضاء الأوروبية ودوار غاز ExoMars ، بالإضافة إلى مدار استطلاع المريخ في ناسا وفضول ، ومسارفايندر ، وفرصة الفرص.

كشفت كاميرا ألوان الكاسيس الخاصة بكاسيس غاز الغاز ، والمعروفة أيضًا باسم نظام التصوير السطحي بالألوان وسطح الاستريو ، عن الحجم الدقيق وتكوين جزيئات الغبار على المريخ ، مما يسمح للباحثين بإنشاء نسختهم الخاصة على الأرض.

ابتكر العلماء غبار المريخ الخاص بهم في مختبر باستخدام أنواع مختلفة من أكسيد الحديد. تم وضع الغبار المتماثل من خلال طاحونة متخصصة لإنشاء حبوب متساوية في الحجم لتلك الموجودة على المريخ بسمك يعادل 1/100 من شعر الإنسان.

قام الفريق بتحليل الغبار باستخدام آلات الأشعة السينية ومطيف الانعكاس ، على غرار التقنيات التي تستخدمها المدارات التي تدرس المريخ أثناء دائرة الكوكب. ثم ، قارن العلماء بيانات المختبر مع بيانات المركبة الفضائية.

أظهر مطياف الانعكاس في مارس أوميغا أنه حتى الأجزاء الأكثر غبارًا من المريخ تحمل أدلة على المعادن الغنية بالماء ، في حين تشير بيانات من كاسيس إلى وجود فيريهيدريت كأفضل تطابق للغبار على المريخ ، بدلاً من الهيماتيت ، بالمقارنة مع المختبر عينات ، قال فالانتيناس.

وقال نيكولاس توماس ، الأستاذ في معهد الفيزياء بجامعة بيرن في سويسرا الذي قاد الفريق الذي طور الكاميرا ، إن الأداة كانت تراقب المريخ منذ أبريل 2018 ، حيث تلتقط صورًا ملونة عالية الدقة لسطح المريخ.

وقال فالانتيناس ، الذي بدأ أبحاثه في جامعة بيرن باستخدام بيانات مدار الغاز التتبع: “لقد وجدنا أن فيريهيدريت مختلطة مع البازلت ، وصخرة بركانية ، تناسب المعادن التي تراها المركبة الفضائية في المريخ”. “المعنى الضمني الرئيسي هو أنه نظرًا لأن فيريهيدريت كان لا يمكن أن يتشكل إلا عندما كان الماء لا يزال موجودًا على السطح ، فإن المريخ يصطدم في وقت سابق مما كنا نعتقد سابقًا. علاوة على ذلك ، لا يزال الفيريهيدريت مستقرًا في ظل ظروف اليوم على المريخ. “

الماضي المائي

وقال فالانتيناس إن سر المريخ الأحمر استمر منذ آلاف السنين.

أطلق الرومان على اسم المريخ لإله الحرب لأن لونه كان يذكرنا بالدم والمصريين أطلقوا على الكوكب “Desher” ، وهذا يعني “The Red One” ، وفقًا لوكالة الفضاء الأوروبية.

وقال فالانتيناس إن اكتشاف أن لون المريخ قد يكون بسبب المعادن الصدئة المحتوية على الماء مثل فيريهيدريت ، على عكس شكل الصدأ بدون ماء للهيماتيت ، فاجأ الباحثون. لكنه يوفر أدلة مثيرة حول تاريخ المريخ الجيولوجي والمناخ.

وقال فالانتيناس: “نظرًا لأن هذه البطانيات الصدأ التي تحتوي على الماء معظم سطح المريخ ، فإنه يشير إلى أن الماء السائل في الماضي القديم للمريخ ربما كان أكثر انتشارًا مما كان يعتقد سابقًا”. هذا يشير إلى أن المريخ كان لديه ذات يوم بيئة كانت فيها المياه السائلة موجودة ، وهو شرط أساسي للحياة. تكشف دراستنا أن تشكيل الفيريهيدريت على المريخ يتطلب وجود كل من الأكسجين – سواء من الغلاف الجوي أو المصادر الأخرى – والماء القادر على الرد مع الحديد. “

لم تركز الدراسة على تحديد متى تشكلت المعادن بالضبط. ومع ذلك ، نظرًا لأن Ferrihydrite يتشكل في الماء البارد ، فمن المحتمل أنه تم إنشاؤه قبل حوالي 3 مليارات سنة ، على عكس عندما كان الكوكب أكثر دفئًا وأكثر رطوبة قبل ملايين السنين.

وقال فالانتيناس: “كان هذا وقتًا للنشاط البركاني المكثف على المريخ الذي من المحتمل أن يسبب أحداثًا في الجليد والتفاعلات بين الماء والصخور ، مما يوفر الظروف المواتية لتشكيل الفيريهيدريت”. “يتماشى التوقيت مع فترة كان فيها المريخ ينتقل من حالته الرطبة السابقة إلى بيئتها الصحراوية الحالية.”

من المحتمل أنه بالإضافة إلى وجوده في الغبار ، فإن Ferrihydrite هو أيضًا في طبقات من موسيقى الروك المريخ. وستكون أفضل طريقة لإخبارها هي الحصول على عينات فعلية من الصخور والغبار من الكوكب الأحمر. قامت شركة Rover المثابرة بالفعل بجمع عينات متعددة تحتوي على كليهما ، وتأمل ناسا و ESA في استخدام سلسلة معقدة من البعثات في ظل برنامج عينة Mars لإعادتها إلى الأرض بحلول أوائل الثلاثينيات.

وقال “بمجرد أن نحصل على هذه العينات الثمينة في المختبر ، سنكون قادرين على قياس مقدار ما يحتويه الغبار على الغبار ، وما يعنيه هذا لفهمنا لتاريخ الماء – وإمكانية الحياة – على المريخ”. كولن ويلسون ، ESA's Trace Gas Orbiter و Mars Express Project ، في بيان.

وفي الوقت نفسه ، تقدم النتائج التي توصلت إليها ألغازًا جديدة لـ Valantinas وزملاؤه لحلها ، بما في ذلك موقع المصدر الأصلي للفيريهيدريت قبل أن يتم توزيعه عالميًا عبر المريخ من خلال العواصف الترابية والتكوين الكيميائي الدقيق لجو المريخ عندما تشكلت فيريهيدريت.

وقال هورغان إن فهم متى وأين تشكل الغبار يمكن أن يساعد العلماء على اكتساب نظرة ثاقبة على كيفية تطور أجواء الكواكب الشبيهة بالأرض المبكرة.

وقال هورغان: “الفيريهيدريت شائع حقًا في التربة على الأرض التي لديها الكثير من المياه تتحرك من خلالها في فترة زمنية قصيرة ، إما بسبب ذوبان الثلوج أو فترات قصيرة من الأمطار المكثفة في المناخات الأكثر دفئًا”. “لقد رأينا أيضًا أدلة على فيريهيدريت في رواسب البحيرة في حفرة العاصفة (المريخ” (التي يتم استكشافها من قبل الفضول). إن أفضل طريقة لحل هذا اللغز حقًا هي الحصول على عينة من المريخ في مختبراتنا على الأرض. “

لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية CNN قم بإنشاء حساب في CNN.com