بحث الكوكب الرابع

الاثنين، 22 سبتمبر، 2008

حل لغز قطب المريخ

يقدر العلماء الآن على شرح أسباب إنحياز القلنسوة الجليدية المتبقية للقطب الجنوبي للمريخ عن المركز الجيوغرافي للقطب, وذلك بفضل بيانات من مركبة الفضاء مارس اكسبريس التابعة لوكالة الفضاء الاوروبية - نظام الطقس المريخي هو السبب. وكذلك أكبر حفرة نيزكية على سطح المريخ - على الرغم من أنها ليست في مكان قريب من القطب الجنوبي.

المريخ له قلنسوات قطبية متجمدة مثل الأرض, لكن على خلاف الأرض, هذه القلنسوات مكونة من جليد ثاني أكسيد الكربون وجليد الماء. يتصعّد جزء كبير من الغطاء الجليدي خلال الصيف في نصف الكرة الجنوبي, وهي عملية تحوّل الجليد مباشرة الى غاز, مخلفاً وراءه ما يعرف بالقلنسوة القطبية المتبقية. المعضلة تتمثل بأن قلنسوة الشتاء متناسقة, في حين أن المتبقية منحازة ثلاث إلى أربع درجات عن المركز.

كان هذا الإنحياز, الذي ظل يحير علماء الكواكب لسنوات, قد حل عن طريق العلماء في عام 2005 لكن الآن, بفضل مارس اكسبريس التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية, أمكن الحصول على معلومات جديدة لتفسير آلية الانحياز.

استخدم ماركو جورانا من معهد فيزياء الكواكب (IFSI), روما, ايطاليا, وزملاؤه جهاز قياس الطيف الفورييه للكواكب(PFS) على متن مارس إكسبريس لقياس درجة الحرارة في جو المريخ من السطح إلى ارتفاع 50 كم فوق منطقة القطب الجنوبي.

استخدم الفريق هذه اللمحات لرسم طريقة تغيّر درجات الحرارة الجوية وغيرها من التغيرات على مدى أكثر من نصف سنة مريخية. فقاموا برصد طريقة نمو كمية ثاني أكسيد الكربون عندما يتبع فصل الشتاءفصل الخريف على غطاء المناطق الجنوبية الجليدية. "انها ليست أمرا هينا. لقد وجدنا أن اثنين من النظم الإقليمية للطقس تتطوراعتبارا من منتصف الخريف وخلال فصل الشتاء" ، كما يقول جورانا.

نظم الطقس هذه مستمدة من الرياح الشرقية القوية التي تميز دورة الغلاف الجوي فوق المريخ عند خطوط العرض المتوسطة. فهي تعصف مباشرة في حوض هيلاس, أكبر أثر نيزكي على المريخ بقطر 2300 كم وبعمق 7 كم. يحوّل عمق الحفرة والارتفاع الحاد للجدران اتجاه الرياح, ويخلق ما يسمى موجات Rossby على الأرض, وهي موجات ضخمة على مستوى الكوكب.

تغيّر هذه الامواج مسار الرياح عالية الارتفاع على المريخ وتدفع بنظام الطقس نحو القطب الجنوبي. يخلق هذا الأمر نظاماً للضغط المنخفض بالقرب من القطب الجنوبي في نصف الكرة الغربي من المريخ, وارتفاعاً في الضغط في نصف الكرة الشرقي, أيضاً بالقرب من القطب الجنوبي.

وجد جورانا أن درجة حرارة نظام الضغط المنخفض غالبا ما تكون تحت نقطة تكثف ثاني أكسيد الكربون, مما يعني أن الغاز يتكثف ويهبط من السماء على شكل ثلوج ويتكون على السطح كما الصقيع. لا تسمح الظروف في نظام الضغط العالي, لتكون الثلوج أبدا, مما لا يسمح إلا لتكون الصقيع على السطح. وهكذا ، فإن قلنسوة القطب الجنوبي مبنية على آليتين مختلفتين.

لا تتصعد المساحات المغطاة بالثلوج على نطاق واسع في الصيف لأنها تعكس ضوء الشمس الى الفضاء أكثر من مساحات الصقيع. تميل حبيبات الصقيع إلى أن تكون أكبر من حبيبات الثلوج وسطحها أكثر وعورة. هذه التفاصيل تمتص كمية أكبر من أشعة الشمس وتؤدي الى التصعّد.

إذن فالمنطقة الغربية من القلنسوة القطبية الجنوبية, بنيت من الجليد والصقيع. وبها, ليس فقط, كمية أكبر من ثاني أكسيد الكربون في ودائع الجليد, ولكن تتصعد أيضا ببطء أكثر خلال فصل الصيف, بينما المنطقة الشرقية بنيت من صقيع يختفي تماما. وهذا ما يفسر عدم توزع القلنسوة بشكل متماثل حول القطب الجنوبي.

يقول جورانا "لقد كان هذا لغزا من المريخ لسنوات عديدة. وبفضل مارس اكسبريس, يستطيع علماء الكواكب الآن ادراك حقيقة جديدة من هذا العالم الغريب والمدهش."

مدونات جديرة بالزيارة