توصلت دراسة جديدة إلى أن بعض الأنهار على كوكب المريخ القديم كانت تتدفق لفترات طويلة بما يكفي لخلق بيئات صالحة للسكن على الكوكب الأحمر.
تستخدم تقنية جديدة طورها علماء الجيولوجيا من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) صور الأقمار الصناعية للتحقيق في الأنهار الغريبة ومعدل تدفقها وكيفية تحريك السوائل والرواسب عبر سطح عوالمهم الأصلية. من المعروف أن هناك عالمين آخرين فقط في النظام الشمسي يحتويان على أنهار: المريخ ، حيث تدفقت المياه منذ مليارات السنين ، وقمر زحل تيتان ، حيث لا تزال أنهار الميثان تجري حتى اليوم.
طبق فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا هذه التقنية لحساب مدى سرعة وعمق الأنهار في مناطق مختارة من المريخ في الماضي البعيد. ووجدوا أن الأنهار ربما تدفقت لمدة 100000 عام على الأقل في غيل كريتر ولمدة مليون سنة على الأقل في جيزيرو كريتر ، وهي المناطق التي يتم التحقيق فيها حاليًا من قبل المركبة الفضائية كوريوسيتي والمثابرة التابعة لناسا ، على التوالي. قال أعضاء فريق الدراسة إنه من المحتمل أن يكون ذلك طويلاً بما يكفي للسماح بتطور الحياة ودعمها.
ثم طبق الفريق نفس العملية على تيتان ، وقدموا تقديرات مماثلة على الرغم من الغلاف الجوي السميك لأكبر أقمار زحل ومسافة أكبر من الأرض.
“الشيء المثير في Titan هو أنه نشط. باستخدام هذه التقنية ، لدينا طريقة لعمل تنبؤات حقيقية لمكان لن نحصل فيه على المزيد من البيانات لفترة طويلة ،” قال عضو الفريق تايلور بيرون ، الأستاذ في قسم MIT في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وقالت علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب في بيان. “وفي المريخ ، يمنحنا ذلك آلة زمنية لأخذ الأنهار الميتة الآن والتعرف على ما كانت عليه عندما كانت تتدفق بنشاط.”
متعلق ب: الماء على المريخ: الاستكشاف والأدلة
تم إلهام الفريق لتطوير التقنية الجديدة عندما أصبحوا في حيرة من صور أنهار تيتان التي التقطتها مركبة الفضاء كاسيني التابعة لناسا.
أظهرت هذه الصور نقصًا غريبًا في وجود دلتا على شكل مروحة عند أفواه معظم أنهار القمر ، كما هو موجود عند مصبات العديد من الأنهار هنا على الأرض. هذه الدلتا مبنية من الرواسب التي تحملها الأنهار. قد يشير غيابهم على تيتان إلى أن الأنهار الهيدروكربونية على قمر زحل لا تتدفق بقوة كافية لتحمل الرواسب ، أو أن الرواسب غائبة عن تدفقات الأنهار.
للتحقق مما إذا كانت هذه هي الحالة ، قام الفريق بتكييف المعادلات التي تربط المعلمات الفيزيائية مثل عرض النهر والعمق والانحدار بمعدل التدفق مع مراعاة المتغيرات مثل الجاذبية التي تعمل على النهر وحجم وكثافة الرواسب التي يتم دفعها على طول مجرى النهر.
وأوضح بيرون أن “هذا يعني أن الأنهار ذات الجاذبية والمواد المختلفة يجب أن تتبع علاقات متشابهة”. وفتح ذلك إمكانية لتطبيق هذا على الكواكب الأخرى أيضًا.
مواكبة التدفق على سطح المريخ
عندما يتم استخدام التقنية الجديدة هنا على الأرض ، يمكن للجيولوجيين إجراء قياسات لخصائص النهر التي تتطلبها هذه المعادلات للتنبؤ بدقة بمعدل تدفق النهر أو مقدار المياه والرواسب التي يمكن أن تتحرك في اتجاه مجرى النهر.
بالطبع ، يصبح هذا على الفور أكثر صعوبة عند دراسة الأنهار خارج العالم ، مع محدودية هذه البيانات لكل من المريخ وتيتان. تم جمع البيانات من المريخ عن طريق الأقمار الصناعية ، بما في ذلك الصور وتقديرات الارتفاع ، مع العديد من المهام المدارية التي تلتقط صورًا عالية الدقة للكوكب ، لكن مثل هذه الملاحظات لتيتان نادرة.
أدرك عضو الفريق وعضو ما بعد الدكتوراة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا صامويل بيرش أن المعادلات المستخدمة لنمذجة تدفق النهر يمكن تكييفها بحيث يمكن استخدام بيانات عرض النهر والانحدار فقط ، والتي تتوفر من خلال الصور والتضاريس البعيدة ، لتحقيق نتيجة.
تم بعد ذلك اختبار هذه الطريقة المعتمدة على المعادلة بواسطة بيرش مع ما يقرب من 500 نهر على الأرض ، مع الطريقة المنقحة لتقديم تنبؤات دقيقة.
تم تطبيق المعادلات بعد ذلك على المريخ ومجاري الأنهار القديمة الموجودة في فوهات غيل وجيزيرو ، وكلاهما يعتقد أنهما قاع بحيرة قديمة فاضت بالمياه منذ مليارات السنين. تمت مقارنة التنبؤات بالقياسات الميدانية لحجم حبيبات الرواسب التي تم جمعها بواسطة Curiosity and Perseverance. ساعد هذا في التحقق من دقة التقنية على الأنهار البعيدة عن الأرض.
قصص ذات الصلة:
– نافذة طويلة للحياة على المريخ: مئات الملايين من السنين؟
– تشير الدلائل الجديدة على وجود مياه سائلة على سطح المريخ إلى أن الكوكب نشط حراريًا
– تيتان: حقائق عن أكبر أقمار زحل
تعلم المزيد عن أنهار الميثان في تيتان
ثم طبق العلماء الطريقة الجديدة ومعادلاتها المنقحة على موقعين محددين على تيتان حيث يمكن قياس منحدرات النهر. وشمل ذلك نهرًا يتدفق إلى بحيرة ميثان بحجم بحيرة أونتاريو ، والتي تعد أيضًا موقعًا لواحد من دلتا الأنهار الوحيدة على تيتان ، والتي وجد أنها تتدفق تقريبًا بنفس قوة نهر المسيسيبي هنا على الأرض.
قارن الفريق بعد ذلك تدفق الميثان في نهر تيتان الذي يمتلك دلتا نهرًا بآخر لا يحتوي على مثل هذه الميزة. وجد الباحثون أن نهر تيتان الأخير كان يتدفق بنفس القوة تقريبًا على الرغم من عدم ظهور علامات على تراكم الرواسب على شكل مروحة. يشير هذا إلى أنه يجب أن يكون هناك سبب آخر وراء افتقار معظم الأنهار على تيتان إلى دلتا.
وجد الفريق أيضًا أن الأنهار الحاملة للميثان على تيتان يجب أن تكون أوسع وأن يكون منحدرها ألطف من الأنهار التي تحمل نفس تدفق المياه على الأرض أو المريخ.
وخلص بيرش إلى أن “تيتان هو أكثر الأماكن شبيهة بالأرض”. “لقد حصلنا على لمحة منه فقط. هناك الكثير مما نعرفه هناك ، وهذه التقنية البعيدة تدفعنا أكثر قليلاً.”
نُشر بحث الفريق على الإنترنت يوم الاثنين (10 يوليو) في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences.