راز گرمای پنهان درون نیمکره جنوبی مریخ از مدار فاش شد

چیزی شبیه زمزمه آرام یک کوره، زیر نیمکره جنوبی مریخ جریان دارد. خاموش. ناپیدا. گسترده.

گروهی از دانشمندان سیاره‌شناس با بررسی نوسان‌های بسیار کوچک در مدار سه فضاپیمای بادوام نشان داده‌اند که سیاره سرخ از نظر حرارتی یکنواخت نیست. به نظر می‌رسد درون بخش جنوبی مریخ به‌طور چشمگیری داغ‌تر از شمال باشد، حدود ۲۰۰ تا ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد، و حتی ممکن است در زیر پوسته تا حدی به حالت مذاب درآمده باشد.

این کشف از روشی به دست آمده که با مریخ مانند یک زنگ در حال ارتعاش رفتار می‌کند. هنگامی که سیاره در مسیر بیضوی خود حرکت می‌کند و روی محورش متمایل می‌شود، کشش خورشید بر مریخ با تغییر فصل‌ها اندکی جابه‌جا می‌شود. این تکان‌های کشندی، میدان گرانشی را در گذر زمان تغییر می‌دهند. پژوهشگران با ردیابی تغییرات بسیار ناچیز در سرعت‌های مدارگردهای نقشه‌بردار سراسری مریخ، ادیسه مریخ و مدارگرد شناسایی مریخ، بازسازی کردند که مریخ چگونه تغییر شکل می‌دهد و از این راه نگاهی دقیق‌تر به درون آن انداختند.

الکساندر برنه، که ساخت این مدل گرانشی را زمانی آغاز کرد که دانشجوی دکتری در مؤسسه فناوری کالیفرنیا بود و اکنون پژوهشگر پسادکتری در دانشگاه آریزونا است، سرپرستی این پژوهش را بر عهده داشت؛ پژوهشی که ۲۷ اوت در نشریه نیچر منتشر شد. این روش، یعنی توموگرافی کشندی، به دانشمندان اجازه می‌دهد از مدل‌های ساده و کروی فراتر بروند و تضادهای سه‌بعدی دمایی و مکانیکی را در اعماق زیر سطح یک سیاره نقشه‌برداری کنند.

گوشته جنوبی ظاهرا حدود ۲۰۰ تا ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد داغ‌تر از گوشته شمالی است و ممکن است میزبان pockets یا نواحی کوچکی از ذوب جزئی باشد. جمله‌ای کوتاه. پیامدی بزرگ.

مریخ همیشه روی سطح خود شخصیتی دوگانه نشان داده است: ارتفاعات جنوبی بلند و پر از دهانه‌های برخوردی در برابر دشت‌های شمالی کم‌ارتفاع‌تر و هموارتر. نکته چشمگیر این است که این تضاد تا اعماق بسیار پایین‌تر نیز ادامه دارد. به نظر می‌رسد گرما در جنوب متمرکز شده باشد.

چرا باید برای ما مهم باشد؟ زیرا دمای اعماق، همه چیز را کنترل می‌کند؛ از چگونگی تغییر شکل سنگ‌ها گرفته تا این که آیا یک سیاره می‌تواند میدان مغناطیسی خود را حفظ کند یا نه و آب در گذشته‌های دور ممکن است کجا روی سطح جمع شده باشد. ناهنجاری‌های مغناطیسی حفظ‌شده در سنگ‌های پوسته جنوبی، که مدت‌ها برای دانشمندان معما بوده‌اند، می‌توانند ثبت فسیل‌شده‌ای از یک میدان مغناطیسی باستانی قوی‌تر باشند که تحت تأثیر درون داغ‌تر نیمکره جنوبی شکل گرفته است.

آزمایش‌های لرزه‌ای نیز معمولا با این تصویر هم‌خوانی دارند. فرودگر اینسایت ناسا پیش‌تر گزارش داده بود که امواج لرزه‌ای در زیر مناطق جنوبی سریع‌تر محو می‌شوند و انرژی خود را زودتر از حد انتظار از دست می‌دهند. مواد داغ‌تر و تا حدی مذاب، انرژی لرزه‌ای را پراکنده و جذب می‌کنند؛ آن‌ها صدای زیرسطح را خفه‌تر می‌سازند. نقشه گرمایی مبتنی بر گرانش، توضیحی منسجم ارائه می‌دهد که گرانش، مغناطیس و شگفتی‌های لرزه‌ای مریخ را به هم پیوند می‌زند.

جنوب مریخ چگونه تا این اندازه گرم شده است؟ تیم پژوهشی با احتیاط پاسخ می‌دهد. چند فرضیه با هم رقابت می‌کنند. یک برخورد عظیم در اوایل تاریخ مریخ ممکن است پوسته شمالی را نازک کرده و باعث خروج گرما از آنجا شده باشد، در نتیجه آن نیمکره به‌طور نسبی سردتر مانده است. از سوی دیگر، همرفت نیرومند گوشته می‌توانسته جریان‌های بالارونده سرشار از گرما را در جنوب متمرکز کند. سنگ‌کره ضخیم و عایق در شمال نیز می‌توانسته در مقایسه، گرما را در جنوب محبوس نگه دارد. هر سناریو به فصل‌های بسیار متفاوتی از زندگی‌نامه زمین‌شناسی مریخ اشاره می‌کند.

مشخص کردن علت اهمیت زیادی دارد، زیرا اثر آن فراتر از زمین‌شناسی مریخ است. گوشته جنوبی داغ‌تر می‌توانسته الگوهای فرسایش سطحی را تغییر دهد، بر محل شکل‌گیری حوضه‌ها و پر شدن آن‌ها با آب اثر بگذارد و ترکیب شیمیایی در دسترس برای هر شکل آغازین حیات را دگرگون کند. به بیان دیگر: درون سیاره سطح آن را شکل می‌دهد، آن هم به شیوه‌هایی که برای اخترزیست‌شناسی و برنامه‌ریزی مأموریت‌های فضایی اهمیت دارند.

داده‌های گرانشی بیشتر کمک خواهند کرد. پوشش لرزه‌ای گسترده‌تر نیز همین‌طور؛ و در حالت ایده‌آل، نسل تازه‌ای از مدارگردها یا فرودگرها که برای آزمودن مستقیم این مدل‌های حرارتی طراحی شده باشند. فعلا تصویری چشمگیر از مریخ در اختیار داریم: سیاره‌ای با درونی که شخصیتش به دو نیم تقسیم شده است.

این دوگانگی همان پرسش قدیمی و وسوسه‌انگیز را دوباره پیش می‌کشد: چه رازهای دیگری زیر دشت‌های غبارآلود و توده‌کوه‌های بلند جنوبی پنهان شده‌اند و در انتظار ابزارهایی هوشمندترند تا صدایشان را بشنوند؟