همسایه ای که روزگاری خوش آب و هوا بوده!

* بر پایه ی پژوهشی تازه، در روزگاران دور بر روی سیاره ی بهرام، اقیانوسی با حجم آبی بیش از اقیانوس منجمد شمالی وجود داشته که سطحی گسترده تر از اقیانوس اطلس را بر روی این سیاره می پوشانده.

در این ویدیوی ۳۰ ثانیه ای، نمایی هنری از یک روز بهرام در چهار میلیارد سال پیش را می بینید.
نگارش های گوناگون این ویدیو را می توانید در این پیوند دریافت کنید.  
این دستاورد پژوهشی است که یک گروه بین المللی از دانشمندان با بهره از تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه ی جنوبی اروپا (اِسو، ESO)، دستگاه های رصدخانه ی دبلیو. ام. کک ، و تاسیسات تلسکوپی فروسرخ ناسا بر روی جر بهرام انجام داده اند و در یک بازه ی شش ساله، از ویژگی های آب موجود در بخش های گوناگون جو بهرام نقشه برداشته اند. این نقشه های تازه نخستین نمونه از این دست نقشه ها هستند. دستاورد این پژوهش ها در نگارش برخط (آنلاین) نشریه ی ساینس منتشر شده است.

حدود چهار میلیارد سال پیش، سیاره ی جوان بهرام (مریخ) به اندازه ی کافی آب داشته که سرتاسر سطحش را با آب مایعی به ژرفای ۱۴۰ متر بپوشاند، ولی به احتمال بسیار، بیشتر این آب ها در اقیانوسی گرد آمده بود که تقریبا نیمی از نیمکره ی شمالی سیاره را پر کرده بود و در برخی از مناطق، ژرفایش به بیش از ۱.۶ کیلومتر هم می رسیده.

جرونیمو ویلانووا، یکی از دانشمندان مرکز پروازهای فضایی گودارد ناسا در گرین بلت مریلند آمریکا می گوید: «پژوهش ما با تعیین مقدار آبی که از بهرام به فضا رفته، برآوردی ناب و استوار از مقدار آبی که روزگاری در این سیاره بوده ارایه می کند.» ویلانووا که نویسنده ی اصلی این پژوهش بوده می افزاید: «ما با این دستاورد می توانیم به شناخت بهتری درباره ی تاریخ آب های بهرام دست بیابیم.»

این برآورد تازه بر پایه ی مشاهدات دقیقی که از دو گونه ی اندکی متفاوت از آب در جو بهرام انجام شده به دست آمده است. یکی از آن ها همان گونه ی آشنای آب است که از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن درست شده (H۲O). دیگری HDO است، که به نام آب نیمه-سنگین شناخته می شود؛ یک گونه ی طبیعی آب که در آن یکی از اتم های هیدروژن، جای خود را به ایزوتوپ سنگین تر هیدروژن، یعنی دوتریوم داده (یک اتم هیدروژن+ یک اتم دوتریوم+ یک اتم اکسیژن).

از آنجایی که این آب دوتریوم‌دار سنگین تر از آب معمولی است، دسترفت آن به درون فضا از راه تبخیر هم دشوارتر است. بنابراین هر چه دسترفت آب از سیاره بیشتر باشد، نسبت HDO به H۲O در آبی که به جا مانده هم بیشتر خواهد بود (۱).

این پژوهشگران شناسه های شیمیایی این دو گونه ی آب را با بهره ازتلسکوپ بسیار بزرگِ اِسو در شیلی، و دستگاه هایی در رصدخانه ی دبلیو. ام. کک و تاسیسات تلسکوپی فروسرخ ناسا در هاوایی شناسایی کردند (۲). دانشمندان با مقایسه ی نسبت HDO با H۲O می توانند به میزان افزایش HDO پی برده و در نتیجه بفهمند چه مقدار آبی به فضا گریخته است. این به نوبه ی خود به آن ها اجازه می دهد تا مقدار آبی که در گذشته روی بهرام بوده را تعیین کنند.

در این بررسی، این گروه به مدت شش سال -تقریبا هم ارز سه سال بهرامی- با گرفتن عکس های سرتاسری از پراکندگی H۲O و HDO و اندازه گیری نسبت آن ها، بارها از پراکندگی H۲O و HDO نقشه برداشتند. این نقشه ها حتی با آن که بهرام امروزی به کلی بیابان شده، دگرگونی های فصلی و ریز-اقلیم های آن را آشکار می کنند.
برداشت یک هنرمند از سیاره ی بهرام در چهار میلیارد سال پیش. تصویر بزرگ تر- اندازه های دیگر را در این پیوند ببینید
نویسنده ی همکار این پژوهش، اولی کفله از اِسو، که مسئول ساخت یکی از ابزارهای به کار رفته در پژوهش هم بود می گوید: «قدرت سنجش از راه دور سیاره ها با بهره از تلسکوپ های نجومی دوباره مرا مبهوت کرد: ما اقیانوسی باستانی را در فاصله ی بیش از ۱۰۰ میلیون کیلومتری یافته ایم.»

این گروه به ویژه علاقمند به مناطقی نزدیک قطب های شمال و جنوب بودند، زیرا کلاهک های یخ قطبی سیاره بزرگ ترین ذخیره گاه های آب این سیاره اند. گمان می رود آبی که در آن جا ذخیره شده سند فرگشت آب های بهرام، از روزگار آبناک سیاره به نام "دوران نوحی" یا Noachian - که حدود ۳.۷ میلیارد سال پیش پایان پذیرفت- تا امروز را در خود دارد.

این دستاوردهای تازه نشان می دهند که آبِ HDOی درون جو بهرام در ناحیه ی نزدیک قطب هفت برابر این آب در اقیانوس زمین است، پس می توان برآورد کرد که این نسبت در کلاهک های پایدار قطبی سیاره هشت برابر است. برای چنین نسبت بزرگی، بهرام می بایست حجم آبی ۶.۵ برابر چیزی که اکنون در کلاهک های قطبی‌اش است را از دست داده باشد. پس اقیانوس باستانی این سیاره می بایست دارای حجمی دستکم ۲۰ میلیون کیلومتر بوده باشد.

با توجه به سطح امروزین بهرام، یک جایگاه احتمالی برای این آب می توانسته هامونه ی (کویره ی) شمالی سیاره باشد. دشت های این هامونه به خاطر سطح پَستی (کم ارتفاعی) که دارند، مدت هاست که به عنوان نامزدهایی خوب برای این جایگاه در نظر گرفته شده اند. اقیانوس باستانی در آن جا می توانسته ۱۹% سطح سیاره را بپوشاند- برای مقایسه، اقیانوس اطلس ۱۷% سطح زمین را پوشانده است.

مایکل موما، یک دانشمند ارشد در مرکز گودارد و نویسنده ی دوم این پژوهشنامه می گوید: «سیاره ی بهرام با این همه آبی که از دست داده، احتمالا دوره ی آبناکیِ بسیار بلندتری نسبت به آنچه تاکنون پنداشته می شد را گذرانده بوده که نشان می دهد احتمالا مدت بیشتری هم زیست پذیری بوده.»

چه بسا آب های بهرام در گذشته از این هم بیشتر بوده و بخشی از آن به زیر سطح فرو رفته. از آن جایی که این نقشه های تازه ریز-اقلیم ها و تغییرات در محتوای آب جَوی سیاره را در گذر زمان نشان می دهند، پس شاید بتوان با بهره از آن ها به کاوش آب های زیرسطحی هم پرداخت. 

در ویدیوی ۲۰ ثانیه ای زیر، نمایی هنری از بهرام در چهار میلیارد سال پیش را می بینید که به آرامی آب هایش بخار شده و تبدیل به برهوتی خشک می شود. نگارش های گوناگون این ویدیو را می توانید در این پیوند دریافت کنید:


در همین زمینه:  
و:
--------------------------------------
یادداشت ها:
۱) در اقیانوس های زمین، در برابر هر مولکول HDO، حدود ۳۲۰۰ مولکول H۲O وجود دارد.

۲) اگرچه کاوشگرهای روی سطح بهرام و مدارگردهای درون مدار آن می توانند از همان جایی که هستند، سنجش های بسیار دقیق تری انجام دهند، ولی توان دیدبانی سرتاسر جو بهرام را ندارند. طیف نگارهای فروسرخی که روی تلسکوپ های بزرگ زمینی نصب شده اند این کار را به بهترین شیوه انجام می دهند.

واژه نامه:
Mars - Earth - Arctic Ocean - planet - Atlantic Ocean - ESO - Very Large Telescope - W. M. Keck Observatory - NASA - Infrared Telescope Facility - atmosphere - Science - liquid water - Geronimo Villanueva - Goddard Space Flight Center - hydrogen - atom - oxygen - H2O - HDO - semi-heavy water - deuterium - microclimate - Ulli Kaeufl - Noachian period - Northern Plains - Michael Mumma - molecule - spectrograph

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه