روی زمین، نیروهای زیادی با هم ترکیب شده اند تا شرایط را به طور قابل توجهی برای میلیون ها سال پایدار نگه دارند. اما سیارات دیگر ممکن است چندان خوش شانس نباشند. یکی از سؤالات متعدد دانشمندان در مورد سیارات دیگر این است که دقیقاً چقدر خوش شانس هستیم - یعنی چند بار این تلاقی در کیهان وجود دارد.

مطالعه آنچه برای سیارات دیگر مانند مریخ اتفاق افتاده است، می‌تواند سرنخ‌هایی در مورد آب و هوای سیاره‌ای و تعداد سیارات دیگر به دست آورد. سیارات بیرون ممکن است قابل سکونت باشد

مریخ تنها جهانی است که سطح آن غیرقابل سکونت شده است. آب و هوای مریخ 3.6 تا 3.0 میلیارد سال پیش حداقل گاهی به اندازه کافی برای رودخانه ها و دریاچه ها گرم بود. ممکن است آن را به عنوان آب و هوای قابل سکونت استنباط کنیم. اما سطح امروز یک کویر سرد است. محدودیت‌های کمی در اثر گلخانه‌ای جوی مریخ در طول انتقال مرطوب به خشک وجود دارد.

آیا مریخ اولیه معتدل یا یخ زده بود، آیا فاجعه زیست محیطی ناگهانی بود یا تدریجی، و چه چیزی باعث تغییر شد؟

دیدگاه غالب این است که علت خشک شدن مریخ از دست دادن CO اتمسفر بوده است.₂. جو مریخ امروز به قدری نازک است که به نقطه سه گانه آب نزدیک است، بنابراین دریاچه های مریخ اولیه احتمالاً در زیر یک جو غلیظ تر تشکیل شده اند. CO₂ در منظومه شمسی داخلی مدرن، یک گاز گلخانه ای کلیدی برای تنظیم است تغییر آب و هوا.

اما یافته های تحقیق جدید، در 25 می 2022، در مجله منتشر شد با پیشرفتهای علمی، نشان می دهد که این تغییر به دلیل از دست دادن برخی از مواد مهم دیگر است که سیاره را به اندازه کافی برای آب جاری گرم نگه می دارد.

گفت: «مردم ایده‌های متفاوتی را مطرح کرده‌اند، اما ما مطمئن نیستیم که چه چیزی باعث شد که آب‌وهوا تا این حد تغییر کند». دانشگاه شیکاگو دانشمند ژئوفیزیک، ادوین کایت. ما واقعاً دوست داریم درک کنیم، به خصوص به این دلیل که این تنها سیاره ای است که قطعاً می دانیم که از قابل سکونت به غیر قابل سکونت تبدیل شده است.

کایت اولین نویسنده یک مطالعه تحقیقاتی جدید است که ردهای رودخانه های مریخ را بررسی می کند تا ببیند آنها چه چیزی را در مورد تاریخچه آب و جو سیاره نشان می دهند.

با این حال، حتی زمانی که اچ₂O بازخورد بخار در نظر گرفته می شود، اضافی غیر CO₂ گرمایش برای گرم کردن مریخ اولیه به اندازه کافی برای رودخانه ها مورد نیاز است. بنابراین، تغییرات در غیر CO₂ نیروی تابشی توضیحی جایگزین برای گذار مریخ از مرطوب به خشک است. اهمیت نسبی این مکانیسم ها بررسی نشده است، بنابراین توضیح غالب در مورد انتقال مرطوب به خشک آزمایش نشده باقی می ماند. ذکرهای مطالعه

از آب بودن در همه جا تا حتی یک قطره آب: چه چیزی محققان را وادار به تجزیه و تحلیل کرد؟

در سال 1972، دانشمندان از دیدن تصاویری از ماموریت مارینر 9 ناسا در حین دور زدن آن شگفت زده شدند. مارس از مدار این عکس‌ها منظره‌ای پر از بستر رودخانه‌ها را نشان می‌دهند، شواهدی که نشان می‌دهد این سیاره زمانی آب مایع فراوانی داشت، حتی اگر امروز مانند یک استخوان خشک شده باشد.

از آنجایی که مریخ صفحات تکتونیکی برای جابجایی و دفن سنگ در طول زمان ندارد، ردپای رودخانه باستانی همچنان مانند شواهدی که با عجله رها شده اند، روی سطح قرار دارند.

این به کایت و همکارانش، از جمله دانشجوی فارغ التحصیل دانشگاه شیکاگو، بوون فن و همچنین دانشمندانی از مؤسسه اسمیتسونیان، مؤسسه علوم سیاره‌ای، آزمایشگاه پیشرانش جت مؤسسه فناوری کالیفرنیا و تحقیقات Aeolis اجازه داد تا نقشه‌ها را بر اساس هزاران تصویر گرفته‌شده از آن تجزیه و تحلیل کنند. مدار توسط ماهواره ها بر اساس اینکه چه مسیرهایی با کدام مسیر همپوشانی دارند و چقدر هوای آنها هوازده است، تیم یک جدول زمانی از چگونگی تغییر ارتفاع و عرض جغرافیایی فعالیت رودخانه در طول میلیاردها سال گردآوری کرد.

سپس آن‌ها می‌توانند آن را با شبیه‌سازی‌های شرایط آب و هوایی مختلف ترکیب کنند و ببینند که کدام بهترین مطابقت دارد.

آب و هوای سیاره ای بسیار پیچیده است و متغیرهای زیادی در آن باید توضیح داده شود.

گرما می تواند از خورشید یک سیاره بیاید، اما باید به اندازه کافی نزدیک باشد تا تابش دریافت کند، اما نه آنقدر نزدیک که تابش جو را از بین ببرد. گازهای گلخانه ای، مانند دی اکسید کربن و متان، می توانند گرما را در نزدیکی سطح سیاره به دام بیندازند. خود آب نیز نقش دارد. می تواند به صورت ابر در جو یا به صورت برف و یخ روی سطح وجود داشته باشد. کلاهک های برفی به عنوان آینه ای عمل می کنند تا نور خورشید را به فضا منعکس کنند، اما ابرها بسته به ارتفاع و ترکیب خود می توانند نور را به دام بیندازند یا منعکس کنند.

کایت و همکارانش ترکیب‌های مختلفی از این عوامل را در شبیه‌سازی‌های خود اجرا کردند، و به دنبال شرایطی بودند که می‌تواند باعث شود سیاره به اندازه‌ای گرم باشد که حداقل مقداری آب مایع در رودخانه‌ها برای بیش از یک میلیارد سال وجود داشته باشد و سپس به طور ناگهانی آن را از دست بدهد.

پس از مقایسه شبیه سازی های مختلف، آنها چیز شگفت انگیزی را مشاهده کردند. تغییر مقدار دی اکسید کربن در جو نتیجه را تغییر نداد. یعنی به نظر نمی رسید که نیروی محرکه تغییر دی اکسید کربن باشد.

کیت، کارشناس آب و هوای جهان‌های دیگر، می‌گوید: «دی‌اکسید کربن یک گاز گلخانه‌ای قوی است، بنابراین واقعاً کاندیدای اصلی برای توضیح خشک شدن مریخ بود». "اما این نتایج نشان می دهد که این کار چندان ساده نیست."

ممکن است احتمالات مختلفی وجود داشته باشد که مطالعه خلاصه می شود.

"تحلیل ما نشان می دهد که تغییرات در توزیع رودخانه ناشی از از دست دادن غیر CO است₂ فشار تشعشعی. توقف متعاقب آب و هوای تشکیل رودخانه در مریخ می‌تواند ناشی از کاهش بیشتر در غیر COXNUMX باشد.₂ گرمایش گلخانه، توسط H₂ای از دست دادن، یا با از دست دادن C. نرخ کنونی گریز C به فضا اندک است و شواهد ایزوتوپی نشان می‌دهد که بیشتر جو مریخ بیش از 3.5 گالیم قبل از بین رفته است. سینک های کربن کاندید شامل فرار به فضا، تشکیل کربنات و ذوب پایه CO می باشد₂ یخ. متناوبا، CO₂ می‌توانست به‌طور برگشت‌پذیر به‌عنوان CO جدا شود₂ یخ." ذکرهای مطالعه

بعدی چیست؟

کیت گفت: "ما نمی دانیم این عامل چیست، اما برای توضیح نتایج به مقدار زیادی از آن نیاز داریم."

روش‌های مختلفی برای محدود کردن عوامل احتمالی وجود دارد. این تیم چندین آزمایش ممکن را برای آن پیشنهاد می کند مریخ نورد استقامت ناسا برای اجرای که بتواند سرنخ هایی را فاش کند.

کایت و همکارش ساشا وارن نیز بخشی از تیم علمی هستند که مریخ نورد کنجکاوی ناسا را ​​برای جستجوی سرنخ هایی در مورد علت خشک شدن مریخ هدایت می کنند. آنها امیدوارند که این تلاش ها، و همچنین اندازه گیری های انجام شده توسط Perseverance، بتواند سرنخ های بیشتری برای حل این معما ارائه دهد.

کیت گفت: «این واقعاً شگفت‌انگیز است که ما این پازل را دقیقاً در کنار خانه داریم، و با این حال هنوز مطمئن نیستیم که چگونه آن را توضیح دهیم.

مرجع مجله

1. Edwin S. Kite، Michael A. Mischna، Bowen Fan، Alexander M. Morgan، Sharon A. Wilson، Mark I. Richardson. تغییر توزیع فضایی نمودار جریان آب تغییر عمده در اثر گلخانه ای مریخ را نشان می دهد. با پیشرفتهای علمی، جلد 8، شماره 21 DOI: 10.1126/sciadv.abo589