سیاره سرخ و هوایی که بر باد رفت

* سیاره‌ی بهرام (مریخ) روزگاری هوایی به فشردگی جو زمین داشته، ولی با گذشت زمان، بادها و پرتوهای فرابنفش خورشید بیشتر آن را از او گرفته‌اند.

اینها یافته‌های پژوهشی تازه هستند که می‌تواند بر دانش ما از زیست‌پذیریِ نه تنها بهرام آغازین، بلکه زیست‌پذیری دنیاهای دوردست بیافزاید.

برداشت هنری از محیط بهرام با جو چگال و آب مایع سطحی در گذشته‌ی دور (راست)، و محیط خشکی که امروزه دارد (چپ)- این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر

بهرام امروزه یک دنیای بیابانی سرد با جوی بی‌اندازه تُنُک و نازک است. میانگین فشار هوا روی سطح این سیاره تنها حدود یک-صدم تا یک-هزارم فشار هوای زمین روی سطح دریاست (برای مقایسه، فشار هوای زمین در بالاترین نقطه‌ی سطح، یعنی نوک ستیغ اورست حدود یک-سوم فشار هوا روی سطح دریاست).

در این هوای تنک (رقیق) بهرام، آب به آسانی به جوش می‌آید. با این حال، پژوهش‌ گذشته شواهد فراوانی را آشکار کرده بود که نشان می‌داد سطح بهرام در گذشته پوشیده از آب مایع بوده است؛ از جمله ی این شواهد، بسترهای خشک رودها و وجود کانی‌هایی بود که تنها می‌توانسته‌اند در حضور آب پدید بیایند. این نشان می‌دهد که جو بهرام در گذشته بسیار چگال‌تر از امروزه بوده، و دریاهایی داشته که می‌توانسته‌اند میلیاردها سال پیش پشتیبان زندگی باشند.

دانشمندان در این پژوهش تازه برای به دست آوردن آگاهی بیشتر درباره‌ی چگونگی تغیرات هوای بهرام، داده‌های فضاپیمای تکامل جو و گازهای گریزای بهرام ناسا (ماون، MAVEN) را بررسی کردند. تمرکز اصلی آنها روی آرگون بود، گازی که تقریبا هیچ واکنش شیمیایی با عنصرهای دیگر انجام نمی‌دهد. [به دلیل همین واکنش‌ناپذیری، آرگون نمی‌تواند در سنگ‌های سطح به دام بیفتند و در نتیجه تنها راه ناپدید شدن آن از جو، فرآیندی به نام کندوپاش یا اُسپَرانی (sputtering) در اثر باد خورشید است- منبع: ناسا.]

این پژوهشگران دو گونه ایزوتوپ آرگون را آزمودند: ایزوتوپ سبک‌تر آرگون-۳۶ و ایزوتوپ سنگین‌تر آرگون-۳۸. هر یک از ایزوتوپ‌های یک عنصر دارای شمار نوترون متفاوتی هستند؛ برای نمونه، آرگون-۳۶ و آرگون-۳۸ به ترتیب ۱۸ و ۲۰ نوترون در هسته‌شان دارند.

آرگون-۳۶ در فرازهای بالاتر، فراوان‌تر از همتای سنگینش، آرگون-۳۸ است. این باعث می‌شود ایزوتوپ سبک‌تر آمادگی بیشتری برای جدا شدن از جو در اثر پرتوهای فرابنفش خورشید و بادهای پرانرژی آن که از ذرات باردار تشکیل شده داشته باشد.

این داده‌نمایی نشان می‌دهد که سیاره‌ی بهرام چگونه آرگون و گازهای دیگرش را با گذشت زمان از دست داد. این تصویر در اندازه‌ی بسیار بزرگ‌تر (۴.۲ مگابایت)

به گفته‌ی این پژوهشگران، غلظت این دو ایزوتوپ آرگون در فرازهای متفاوت جو بهرام نشان می‌دهد که از زمان پیدایش سیاره‌ی سرخ تاکنون، ۶۵ درصد از آرگون این سیاره ناپدید شده است. بروس جاکوسکی، دانشمند سیاره‌ای در دانشگاه کلرادو، بولدر و نویسنده‌ی اصلی این پژوهش می‌گوید: «گریز گازها به فضا اگر نگوییم نقش اصلی، ولی نقش مهمی در دگرگونی آب و هوای بهرام در گذر زمان می‌توانسته بازی کرده باشد.»

دانشمندان با بهره از این داده‌های دسترفت آرگون، میزان گازهای دیگری که بهرام به همین شیوه از دست داده بوده را برآورد کردند. یافته‌های آنها نشان داد که هوای بهرام چگال و پر از دی اکسید کربن بوده، و فشار سطحی آن نیز تقریبا با فشار هوای زمین در سطح دریا برابری می‌کرده.

دی اکسید کربن یک "گاز گلخانه‌ای" است، یعنی گرما را به دام می‌اندازد و به گرم شدن سیاره کمک می‌کند. به گفته‌ی جاکوسکی: «دسترفت این گاز از سیاره‌ی سرخ می‌تواند به ما بگوید که چرا سطح این سیاره از محیطی زیست‌پذیر در روزگار باستان به محیط خشن و زیست‌ناپذیر کنونی تبدیل شده.»

وی می‌افزاید: «افزون بر این، ما مجموعه‌ای از فرآیندها را شناسایی کرده‌ایم که به طور کلی می‌توانند آگاهی‌های بیشتری درباره‌ی زیست‌پذیری سیاره‌های پیرامون ستارگان دیگر به ما بدهند.» یافته‌های این دانشمندان در شماره‌ی ۳۱ مارس نشریه‌ی ساینس منتشر شده است.

در اینجا ویدیویی از سال ۲۰۱۳ را می‌بینید که نشان می‌دهد چگونه فرایند کندوپاش (اُسپرانی) می‌توانسته باعث از دست رفتن هوای بهرام شده باشد. اگر این ویدیو اینجا اجرا نشد می‌توانید آن را در کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان ببینید و یا به بزرگی ۷۳ مگابایت از اینجا دریافت نمایید.

--------------------------------------------

به کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان بپیوندید:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

واژه نامه:

Mars - Earth - solar wind - ultraviolet - atmospheric pressure - Mount Everest - water - mineral - NASA - Mars Atmosphere and Volatile Evolution - MAVEN - element - isotope - argon - neutron - nucleus - sun - Red Planet - Bruce Jakosky - planetary scientist - University of Colorado - Boulder - carbon dioxide - greenhouse gas - planet - habitable - habitability - star

منبع: Space.com

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان