کشف ساختار‌هایی مرموز زیر سطح مریخ

دانشمندان ساختار‌هایی مرموز را زیر سطح سیاره سرخ کشف کرده‌اند که در مقاله‌ای کاملا آن را توضیح داده اند.

گروهی از دانشمندان نقشه گرانشی جدیدی از مریخ را در کنگره علوم سیاره اروپا ارائه کرده‌اند. این نقشه وجود ساختار‌های متراکم و در مقیاس بزرگ را در زیر اقیانوس باستانی مریخ نشان می‌دهد و اینکه فرآیند‌های گوشته بر بزرگترین آتشفشان در منظومه شمسی موسوم به الیمپوس مونز (Olympus Mons) تأثیر می‌گذارد.

این نقشه و تجزیه و تحلیل جدید شامل داده‌های ماموریت‌های متعدد از جمله ماموریت اینسایت (InSIGHT) ناسا است. آن‌ها همچنین از داده‌های انحرافات کوچک در ماهواره‌ها هنگام چرخش به دور مریخ استفاده کرده‌اند.

این مقاله با عنوان «میدان گرانشی جهانی مریخ یک فضای داخلی فعال را نشان می‌دهد» در نسخه بعدی مجله JGR: Planets منتشر خواهد شد که نویسنده اصلی آن بارت روت (Bart Root) از دانشگاه صنعتی دلفت (Delft) است.

گفتنی است که برخی از نتایج این مطالعه در تضاد با یک مفهوم مهم در زمین‌شناسی است.

زمین شناسان با مفهومی به نام «هم‌ایستایی خمشی» (flexural isostasy) کار می‌کنند. این پدیده توضیح می‌دهد که چگونه لایه سفت و سخت بیرونی یک سیاره به بارگیری و تخلیه در مقیاس بزرگ واکنش می‌دهد. این لایه لیتوسفر نام دارد و از پوسته و بالاترین قسمت گوشته تشکیل شده است.

وقتی چیزی سنگین بر لیتوسفر فشار می‌آورد، لیتوسفر با غرق شدن پاسخ می‌دهد. در زمین، گرینلند مثال خوبی برای این موضوع است، جایی که ورقه یخی عظیمی بر لیتوسفر فشار رو به پایین وارد می‌کند و با ذوب شدن صفحات یخی آن به دلیل گرم شدن زمین، گرینلند بالا خواهد رفت.

این خمیدگی رو به پایین اغلب باعث بالا آمدن نواحی اطراف می‌شود، اگرچه این اثر خفیف است. هرچه بار سنگین‌تر باشد، خمش رو به پایین بیشتر است، اگرچه به استحکام و کشش لیتوسفر نیز بستگی دارد.

هم‌ایستایی خمشی یک ایده حیاتی برای درک بازگشت یخبندان، تشکیل کوه و تشکیل حوضه رسوبی است.

نویسندگان این مقاله می‌گویند که دانشمندان باید درباره نحوه عملکرد هم‌ایستایی خمشی در مریخ تجدید نظر کنند. این به خاطر کوه الیمپوس مونز است که بزرگترین آتشفشان منظومه شمسی است و همچنین کل منطقه آتشفشانی به نام تارسیس رایز (Tharsis Rise) است. تارسیس رایز یک منطقه آتشفشانی وسیع است که سه آتشفشان عظیم دیگر موسوم به آرسیا مونز (Arsia Mons)، پاوونیس مونز (Pavonis Mons) و آسکراسوس مونز (Ascraeus Mons) را در خود جای داده است.

هم‌ایستایی خمشی می‌گوید این ناحیه عظیم باید سطح سیاره را به سمت پایین فشار دهد، اما عکس این قضیه اتفاق افتاده است، چرا که منطقه تارسیس بسیار مرتفع‌تر از بقیه سطح مریخ است.

فرودگر اینسایت ناسا نیز چیز‌های زیادی در مورد گرانش مریخ به دانشمندان گفته است که محققان را وادار می‌کند تا درباره نحوه عملکرد همه این پدیده‌ها در مریخ تجدید نظر کنند.

پژوهشگران می‌گویند: این بدان معناست که ما باید در چگونگی درک حمایت از آتشفشان بزرگ و اطراف آن تجدید نظر کنیم. سیگنال گرانش سطح آن به خوبی با مدلی مطابقت دارد که سیاره را به عنوان یک پوسته نازک در نظر می‌گیرد.

تحقیقات نشان می‌دهد که فرآیند‌های فعال در گوشته مریخ، منطقه تارسیس را به سمت بالا می‌برند.

پژوهشگران می‌گویند: به نظر می‌رسد یک توده بزرگ در اعماق لایه مریخ وجود دارد که احتمالاً از گوشته بلند می‌شود. این نشان می‌دهد که مریخ ممکن است همچنان دارای حرکات فعالی باشد که داخل آن اتفاق می‌افتد و چیز‌های آتشفشانی جدیدی روی سطح آن می‌سازد.

محققان یک توده زیرزمینی را با حدود ۱۷۵۰ کیلومتر عرض و در عمق ۱۱۰۰ کیلومتری مریخ کشف کردند. آن‌ها گمان می‌کنند که این یک ستون گوشته است که از زیر منطقه تارسیس بالا می‌آید و به اندازه کافی قوی است که بتواند فشار رو به پایین را از تمام جرم سطح مریخ خنثی کند.

نویسندگان می‌گویند: این نشان می‌دهد که یک سر ستون گوشته‌ای در حال حاضر به سمت لیتوسفر در حال جریان است تا در آینده یک آتشفشان فعال ایجاد کند.

بحث‌هایی در مورد چگونگی فعال بودن مریخ از نظر آتشفشانی وجود دارد. اگرچه هیچ ویژگی آتشفشانی فعالی در این سیاره وجود ندارد، اما تحقیقات نشان می‌دهد که منطقه تارسیس در گذشته نزدیک (چند ده میلیون سال گذشته) دوباره ظاهر شده است.

اگر یک ستون گوشته‌ای در زیر منطقه تارسیس وجود داشته باشد، آیا در نهایت می‌تواند به سطح مریخ برسد؟ این صرفاً حدس و گمان است و برای تأیید این یافته‌ها به تحقیقات بیشتری نیاز است.

محققان همچنین ناهنجاری‌های گرانشی دیگری را کشف کرده‌اند. آن‌ها ساختار‌های مرموز و متراکمی را در زیر دشت‌های قطب شمال مریخ پیدا کردند. این ساختار‌ها در زیر یک لایه رسوبی ضخیم و صاف که احتمالاً در بستر دریای باستانی مریخ رسوب کرده است، مدفون شده‌اند.

این ناهنجاری‌ها تقریباً ۳۰۰ تا ۴۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب متراکم‌تر از محیط اطراف خود هستند.

ماه زمین دارای ناهنجاری‌های گرانشی است که با حوضه‌های برخوردی غول پیکر مرتبط است. دانشمندان فکر می‌کنند که سیارک‌هایی که این حوضه‌ها را ایجاد کرده‌اند، چگال‌تر از ماه بوده‌اند و جرم آن‌ها بخشی از ماه شده است.

حوضه‌های برخوردی در مریخ نیز ناهنجاری‌های گرانشی را نشان می‌دهند. با این حال، ناهنجاری‌های موجود در نیم‌کره شمالی مریخ هیچ اثری از آن‌ها را در سطح این سیاره نشان نمی‌دهد.

دکتر روت می‌گوید: این ساختار‌های متراکم می‌توانند منشاء آتشفشانی داشته باشند یا به دلیل ضربه‌های باستانی مواد متراکم شده باشند. حدود ۲۰ ساختار در اندازه‌های مختلف وجود دارد که ما آن‌ها را در اطراف ناحیه کلاهک قطب شمال مریخ شناسایی کرده‌ایم.

وی افزود: به نظر می‌رسد هیچ اثری از آن‌ها در سطح وجود ندارد. با این حال، ما از طریق داده‌های گرانش نگاهی اجمالی به تاریخ باستانی نیم‌کره شمالی مریخ انداختیم.

تنها راه برای درک این ساختار‌های مرموز و به طور کلی گرانش مریخ استفاده از داده‌های بیشتر است. روت و همکارانش طرفداران ماموریتی هستند که می‌تواند داده‌های مورد نیاز را جمع آوری کند.

این ماموریت «گرانش کوانتومی مریخی» (MaQuls) نام دارد و بر اساس همان فناوری مورد استفاده در مأموریت‌های GRAIL (بازیابی جاذبه و آزمایشگاه داخلی) و GRACE (بازیابی جاذبه و آزمایش آب و هوا) است که به ترتیب گرانش ماه و زمین را نقشه‌برداری می‌کنند.

ماموریت MaQuls دارای دو ماهواره است که یکدیگر را دنبال می‌کنند و توسط یک پیوند نوری به هم متصل می‌شوند.

دکتر لیزا ورنر (Lisa Wörner) که به تازگی ماموریت MaQuIs را تشریح کرده است، گفت: مشاهدات با MaQuIs ما را قادر می‌سازد تا زیر سطح مریخ را بهتر کاوش کنیم. این ماموریت به ما کمک می‌کند تا در مورد این ویژگی‌های پنهان مرموز اطلاعات بیشتری کسب کنیم و همرفت گوشته را مطالعه کنیم و همچنین فرآیند‌های سطح پویا مانند تغییرات فصلی جو را درک و مخازن آب را شناسایی کنیم.