تشير دراسة جديدة إلى أن الغلاف الجوي للمريخ ربما يكون قد امتصته المعادن الموجودة في طين الكوكب الأحمر وتم إخفاؤه على مرأى من الجميع. إذا كان الغلاف الغازي للمريخ “ذهب إلى الأرض” قبل 3 مليارات سنة، فإن هذا من شأنه أن يفسر كيف كان جار الأرض مختلفًا تمامًا عن عالمنا لدرجة أنه كان من الممكن أن يفقد القدرة على دعم الحياة.
يعرف العلماء أن المريخ لم يكن دائمًا مكانًا جافًا وقاحلًا، حيث كان يمر بالاجتهاد والفضول طوال اليوم. كشف كلا الروبوتين المتدحرجين التابعين لوكالة ناسا عن أدلة على تدفقات المياه الوفيرة في وقت مبكر من تاريخ المريخ الذي يبلغ 4.6 مليار عام. لكن لكي يكون لدى المريخ مياه سائلة، لا بد أن يكون لديه غلاف جوي يمنع هذه المياه من التجمد. والسؤال الكبير منذ عقود: أين ذهب هذا الوضع عندما اختفى؟
يعتقد فريق من الباحثين أن الإجابة كانت تحت أنظار (أو مسارات) الفضول والمثابرة طوال هذا الوقت. وفي بحث نُشر في مجلة Science Advances، يجادلون بأنه عندما كان الماء موجودًا على الكوكب الأحمر، فإنه يتدفق عبر أنواع معينة من الصخور ويطلق سلسلة بطيئة من التفاعلات التي أدت إلى إخراج ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي. ومن ثم يتم تحويله إلى الميثان، وهو شكل من أشكال الكربون، ويحبس في سطح الطين المريخي.
وقال عضو الفريق أوليفر جاكوتس، الأستاذ في جامعة ماساتشوستس: “بناء على النتائج التي توصلنا إليها على الأرض، نظهر أن عمليات مماثلة قد تحدث على المريخ، حيث ربما تكون كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي قد تحولت إلى ميثان وتم عزلها في الطين”. معهد الجيولوجيا. وقالت إدارة علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب (MIT EAPS) في بيان لها: تقرير. “هذا الميثان لا يزال موجودا ويمكن استخدامه كمصدر للطاقة على المريخ في المستقبل.”
متعلق ب: ناسا المثابرة المريخ روفر لإجراء المسح الأول لحافة الحفرة في “قلعة دوكس”
كيف قادت الأرض الطريق إلى سر الغلاف الجوي للمريخ
لم يبدأ Jagouts وزملاؤه في مجموعته في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تحقيقاتهم على كوكب المريخ، ولكن على كوكبنا. لقد حاول العلماء تحديد العمليات الجيولوجية التي تحرك تطور طبقة القشرة الخارجية الصلبة والهشة للأرض، والتي تشمل القشرة والوشاح العلوي، وتسمى الغلاف الصخري.
وركز الباحثون على نوع من المعادن الطينية السطحية يسمى “السمكتيت”، وهو فعال للغاية في احتجاز الكربون. تتكون حبة واحدة من السمكتيت من عدة طيات يمكن أن يبقى فيها الكربون لمليارات السنين دون أن يزيح أو يضطرب.
على الأرض، تتشكل السمكتيت نتيجة لحركة الصفائح التكتونية التي تقع عليها القارات. أدى هذا النشاط التكتوني إلى رفع السمكتيت إلى سطح كوكبنا. عند تعرضه للسطح، يحبس هذا المعدن الطيني المطوي ثاني أكسيد الكربون، مما يزيل الغازات الدفيئة من الغلاف الجوي ويساعد كوكبنا على التبريد على مدى ملايين السنين.
حول الفريق انتباهه إلى المريخ عندما نظر جاغوت إلى سطح الكوكب الأحمر، ولاحظ مادة سميكتايت مماثلة منتشرة عبر جار الأرض.
ويثير اكتشاف السمكتيت على المريخ سؤالا مهما: كيف تشكل هذا المعدن الطيني المطوي في غياب النشاط التكتوني على الكوكب الأحمر؟ للإجابة على هذا السؤال، تحول الفريق إلى ما يعرفونه عن التاريخ الجيولوجي لجيران الأرض.
والدليل هو الاكتشاف عن بعد لصخور بركانية منخفضة السيليكا في قشرة الكوكب الأحمر تسمى “الصخور فوق الصوتية”. على الأرض، من المعروف أن هذه الصخور النارية تشكل سمكتيت عندما تتآكل أو “تتأثر” بالمياه. على المريخ، هناك أدلة على وجود أنهار قديمة حيث تدفقت المياه وتفاعلت مع الصخور الكامنة.
ثم استخدم الفريق معرفته بتفاعل الماء والصخور النارية على الأرض لتطوير نموذج يمكن تطبيقه على المريخ. سيكشف النموذج ما إذا كان من الممكن أن يتفاعل الماء مع صخور المريخ العميقة لتشكيل سمكتيت على السطح اليوم.
وباستخدام هذا النموذج، وجد العلماء أنه على مدى مليار سنة، ربما تسربت المياه عبر القشرة حيث تفاعلت مع معادن سيليكات الحديد والمغنيسيوم الوفيرة في صخرة نارية تسمى “الزبرجد الزيتوني”. هذا المعدن غني بالحديد، الذي يتحد مع الأكسجين في الماء في عملية إطلاق الهيدروجين. وربما ساعد هذا الحديد المؤكسد في إعطاء المريخ لونه الأحمر المميز.
بعد ذلك، يمكن للهيدروجين المتحرر أن يتحد مع ثاني أكسيد الكربون الموجود في الماء لتكوين الميثان، وهو تفاعل يحول ببطء الزبرجد الزيتوني إلى صخرة أخرى غنية بالحديد تسمى “السربنتين”. مع استمرار الثعبان في التفاعل مع الماء، ربما يكون قد قام أخيرًا بتكوين سمكتيت زائف.
وقال المؤلف الرئيسي جوشوا موراي، وهو طالب دراسات عليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، في التقرير: “هذا الطين السميكتيت لديه القدرة على تخزين الكربون”. “لذلك استخدمنا معرفتنا الحالية حول كيفية تخزين هذه المعادن في الطين على الأرض وتساءلنا: “إذا كان هناك الكثير من الطين على سطح المريخ، فما هي كمية الميثان التي يمكن تخزينها في هذا الطين؟”
ووجد الفريق أن الكوكب الأحمر يجب أن يكون مغطى بطبقة من السمكتيت يزيد عمقها عن 3600 قدم (1100 متر) لتخزين كمية الميثان اللازمة لإزالة معظم ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي للمريخ.
وخلص موراي إلى أنه “وجدنا أن تقديرات مستويات الطين العالمية على المريخ تتفق مع جزء كبير من ثاني أكسيد الكربون المريخي المبكر”. “في بعض النواحي، قد يكون الغلاف الجوي المفقود للمريخ مختبئًا على مرأى من الجميع.”
كانت هناك دراسة جماعية صدر في 25 سبتمبر في مجلة التقدم العلمي.