راز گرمای پنهان در نیمکره جنوبی مریخ آشکار شد

چیزی شبیه زمزمه آرام یک کوره در زیر نیمکره جنوبی مریخ جریان دارد. خاموش. نامرئی. پهناور.

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

این کشف از روشی به دست آمده که با مریخ مانند یک زنگ در حال طنین برخورد می‌کند. وقتی سیاره در مسیر بیضوی خود حرکت می‌کند و روی محورش کج می‌شود، کشش خورشید بر مریخ در فصل‌های مختلف اندکی تغییر می‌کند. این فشارهای کشندی، میدان گرانشی را در گذر زمان دگرگون می‌کنند. پژوهشگران با ردیابی تغییرات بسیار ناچیز در سرعت مدارگردهای مارس گلوبال سرویور، مارس ادیسه و مدارگرد شناسایی مریخ توانستند بازسازی کنند که مریخ چگونه تغییر شکل می‌دهد و از دل همین داده‌ها به درون آن نگاه کنند.

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

به نظر می‌رسد گوشته جنوبی مریخ حدود ۲۰۰ تا ۴۰۰ درجه سلسیوس از گوشته شمالی گرم‌تر است و شاید میزبان pockets یا نواحی کوچکی از ذوب جزئی باشد. جمله‌ای کوتاه. پیامدی بزرگ.

مریخ همیشه در سطح خود چهره‌ای دوگانه داشته است: ارتفاعات جنوبی بلند و پر از دهانه‌های برخوردی در برابر دشت‌های شمالی پست‌تر و هموارتر. نکته شگفت‌انگیز این است که این تضاد تا اعماق بسیار پایین‌تر هم ادامه دارد. به نظر می‌رسد گرما در جنوب متمرکز شده است.

چرا باید برای ما مهم باشد؟ چون دما در ژرفا همه چیز را کنترل می‌کند؛ از شیوه تغییر شکل سنگ‌ها گرفته تا اینکه آیا یک سیاره می‌تواند میدان مغناطیسی پایدار داشته باشد و آب در روزگاران بسیار دور کجا ممکن است روی سطح جمع شده باشد. ناهنجاری‌های مغناطیسی حفظ‌شده در سنگ‌های پوسته جنوبی، که مدت‌ها برای دانشمندان رازآلود بوده‌اند، شاید یک ثبت فسیل‌شده از میدان مغناطیسی باستانی نیرومندتری باشند که درون داغ‌تر نیمکره جنوبی در شکل‌گیری آن نقش داشته است.

آزمایش‌های لرزه‌ای نیز تا حد زیادی با این تصویر همخوانی دارند. فرودگر اینسایت ناسا پیش‌تر گزارش داده بود که موج‌های لرزه‌ای در زیر نواحی جنوبی سریع‌تر محو می‌شوند و انرژی خود را زودتر از 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 ناهنجاری‌های لرزه‌ای را به هم پیوند می‌زند.

اما جنوب مریخ چگونه این‌قدر گرم شده است؟ تیم پژوهشی با احتیاط پاسخ می‌دهد. چند فرضیه با هم رقابت می‌کنند. شاید یک برخورد عظیم در اوایل تاریخ مریخ، پوسته شمالی را نازک کرده و اجازه داده باشد گرما از آن بخش خارج شود و در نتیجه آن نیمکره نسبتا سردتر بماند. از سوی دیگر، همرفت نیرومند گوشته ممکن است جریان‌های بالارونده سرشار از گرما را در جنوب متمرکز کرده باشد. همچنین امکان دارد سنگ‌کره ضخیم و عایق در شمال، در مقایسه با جنوب، الگوی نگهداری گرما را دگرگون کرده باشد. هر سناریو به فصل‌هایی کاملا متفاوت در زندگی‌نامه زمین‌شناسی مریخ اشاره می‌کند.

مشخص کردن علت این پدیده مهم است، چون پیامدهای آن فراتر از زمین‌شناسی 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 نوع حیات آغازین احتمالی 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 که شخصیت درونی آن به دو نیم تقسیم شده است.

این شکاف همان پرسش قدیمی و مقاومت‌ناپذیر را دوباره پیش می‌کشد: چه رازهای دیگری زیر دشت‌های غبارآلود و توده‌کوه‌های سر به فلک کشیده جنوبی پنهان شده‌اند و در انتظار ابزارهایی هوشمندترند تا به صدای آن‌ها گوش دهند؟