تم رصد الصقيع المائي عند خط استواء المريخ لأول مرة. وفي هذه المنطقة من الكوكب الأحمر، أي ما يعادل منطقته الاستوائية، كان يُعتقد سابقًا أنه من المستحيل وجود الصقيع.
قد يكون هذا الاكتشاف حاسمًا في نمذجة مكان وجود المياه على المريخ وكيفية تبادلها بين الغلاف الجوي للكوكب الأحمر وسطحه. قد يكون هذا أمرًا حيويًا لاستكشاف المريخ في المستقبل.
وقد شوهدت الصقيع المائي من قبل مركبتين فضائيتين تابعتين لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، أولاً بواسطة مركبة ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO)، التي وصلت إلى المريخ في عام 2016، ثم بواسطة مهمة Mars Express، التي كانت تستكشف الكوكب الأحمر من المدار. منذ 2003.
متعلق ب: يمكن أن تكون “الثقب” الموجودة على المريخ والتي تتصدر عناوين الأخبار حاسمة لاستكشاف الكوكب الأحمر
ويقع الصقيع داخل منطقة ثارسيس، وهي أكبر منطقة بركانية على سطح المريخ، والتي تضم 12 بركانًا كبيرًا. وهذا يشمل أوليمبوس مونس، وهو ليس فقط أطول بركان على سطح المريخ ولكنه أيضًا أطول قمة في النظام الشمسي بارتفاع 18.6 ميلًا (29.9 كيلومترًا)، مما يجعله حوالي 2.5 ضعف ارتفاع جبل إيفرست، أطول جبل على الأرض. أرض.
قام أدوماس فالانتيناس باكتشاف “الصقيع الممنوع” على المريخ عندما كان طالب دكتوراه في جامعة برن بسويسرا.
“اعتقدنا أنه من المستحيل أن يتشكل الصقيع حول خط استواء المريخ، لأن مزيج أشعة الشمس والغلاف الجوي الرقيق يبقي درجات الحرارة مرتفعة نسبيًا على السطح وعلى قمة الجبل – على عكس ما نراه على الأرض، حيث قد تتوقع رؤية قمم فاترة”. وقال فالنتيناس، وهو الآن باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة براون، في بيان. “إن وجودها هنا مثير ويشير إلى أن هناك عمليات استثنائية في اللعب تسمح بتشكل الصقيع.”
تظهر بقع الصقيع لبضع ساعات فقط عند شروق الشمس، ثم تتبخر مع سطوع ضوء الشمس على خط استواء الكوكب الأحمر. كما أن الصقيع رقيق بشكل لا يصدق، إذ تبلغ سماكته ما يعادل سمك شعرة الإنسان (حوالي جزء من مائة من المليمتر). على الرغم من ذلك، تغطي بقع الصقيع مساحة واسعة من كل من البراكين، ويمكن أن يملأ محتواها المائي ما يقرب من 60 حوض سباحة أولمبي، بقياس ما يقرب من 29.4 مليون جالون (111 مليون لتر) من الماء.
وتتنقل هذه المياه بشكل مستمر بين السطح والغلاف الجوي للمريخ خلال كل يوم، والذي يبلغ حوالي 24 ساعة ونصف خلال المواسم الباردة للكوكب الأحمر.
جبل مرتفع، كالدرا عميق
تعد منطقة ثارسيس موطنًا للعديد من البراكين الضخمة التي تحلق فوق سهول خط استواء الكوكب الأحمر التي تحيط بها. إلى جانب أوليمبوس مونس، تشمل هذه القمم براكين ثارسيس مونتيس المعروفة باسم أسكريوس، ومونس أرسيا، وبافونيس، والتي تقع الأخيرة على ارتفاع جبل إيفرست.
وتم رصد الصقيع على براكين ثارسيس في أوليمبوس وأرسيا أسكريوس مونس وسيرونيوس ثولوس.
يحتوي كل من هذه البراكين على تجاويف عميقة في قممها تسمى “كالديرا” والتي يتم إنشاؤها كغرف الصهارة أثناء الثورات البركانية. يعتقد الفريق أن الطريقة الغريبة التي يدور بها الهواء فوق منطقة ثارسيس تولد مناخًا محليًا مع الكالديرا الفريدة من نوعها عن المناخ الأوسع الذي توجد فيه البراكين. هذه المناخات المحلية هي التي تسمح بتكوين بقع الصقيع.
“تنتقل الرياح إلى أعلى سفوح الجبال، حاملة الهواء الرطب نسبيًا من المناطق القريبة من السطح إلى ارتفاعات أعلى، حيث يتكثف ويستقر على شكل صقيع،” كما يقول نيكولاس توماس، الباحث الرئيسي في نظام التصوير الملون والسطحي المجسم (CaSSIS) في TGO. وقال باحث في جامعة برن في بيان. “نحن نرى هذا يحدث بالفعل على الأرض وأجزاء أخرى من المريخ، مع نفس الظاهرة التي تسبب السحابة المريخية الموسمية Arsia Mons Elongated Cloud.”
وأضاف توماس أن الصقيع الذي شاهده الفريق فوق براكين المريخ يبدو أنه يستقر في المناطق المظللة من الكالديرا، خاصة في المناطق ذات درجات الحرارة الباردة.
وأوضح أدوماس أن هناك عدة أسباب وراء تجنب اكتشاف هذا الصقيع عند خط استواء المريخ حتى الآن.
“أولاً، نحن بحاجة إلى مدار يتيح لنا مراقبة موقع ما في الصباح الباكر. في حين أن المسبارين المداريين حول المريخ التابعين لوكالة الفضاء الأوروبية – Mars Express و TGO – لهما مثل هذه المدارات ويمكنهما المراقبة في جميع أوقات اليوم، فإن العديد من الوكالات الأخرى تتم مزامنتها بدلاً من ذلك مع مدار المريخ. قال أدوماس: “الشمس ولا يمكن مراقبتها إلا في فترة ما بعد الظهر”. “ثانيًا، يرتبط ترسب الصقيع بالمواسم المريخية الباردة، مما يجعل فرصة اكتشافه أضيق.”
وهذا يعني أنه من أجل اكتشاف الصقيع سريع الزوال، كان على الفريق إما أن يعرف بالضبط أين ومتى يبحث عنه أو كان عليهم أن يكونوا محظوظين للغاية.
“لقد صادف أننا كنا نبحث عن الصقيع بالقرب من خط الاستواء لإجراء بعض الأبحاث الأخرى، لكننا لم نتوقع رؤيته على قمم براكين المريخ!” وأضاف أدوماس.
قصص ذات الصلة:
– منذ فترة طويلة، ربما كانت إحدى البحيرات على سطح المريخ مليئة بالميكروبات
— أخبار سيئة للحياة على المريخ؟ ربما كانت الحقبة الرطبة للكوكب الأحمر أقصر مما كنا نعتقد
– كيف فتحت مروحية Ingenuity التابعة لناسا سماء المريخ للاستكشاف
وقال كولين ويلسون، عالم مشروع وكالة الفضاء الأوروبية لكل من ExoMars TGO وMars Express: “إن العثور على المياه على سطح المريخ أمر مثير دائمًا، سواء من حيث الاهتمام العلمي أو من حيث آثاره على الاستكشاف البشري والروبوتي”. “ومع ذلك، فإن هذا الاكتشاف رائع بشكل خاص.”
وأضاف ويلسون أن الضغط الجوي المنخفض للمريخ يخلق وضعا غير مألوف على الكوكب الأحمر، مما يعني أن قمم جبال الكوكب ليست عادة أكثر برودة من سهوله. وعلى الرغم من ذلك، يكشف هذا البحث أن الهواء الرطب الذي ينفخ المنحدرات الجبلية لا يزال من الممكن أن يتكثف ويتحول إلى صقيع، وهو ما أسماه توماس “ظاهرة شبيهة بالأرض”.
واختتم توماس حديثه قائلاً: “كان هذا الاكتشاف ممكناً بفضل التعاون الناجح بين مسباري المريخ التابعين لوكالة الفضاء الأوروبية والنمذجة الإضافية”. “إن فهم الظواهر المتشابهة أو المختلفة على الأرض والمريخ يختبر ويحسن فهمنا للعمليات الأساسية التي تحدث ليس فقط على كوكبنا الأصلي ولكن في أي مكان آخر في الكون.”
نُشر بحث الفريق يوم الاثنين (10 يونيو) في مجلة Nature Geoscience.