يشير بحث جديد إلى أن الغلاف الجوي للمريخ قد يكون مختبئًا على مرأى من الجميع، بعد أن امتصته المعادن الطينية الموجودة على الكوكب الأحمر. إذا كان الغلاف الغازي للمريخ قد “اختفى” بالفعل منذ أكثر من 3 مليارات سنة، فقد يفسر هذا كيف أصبح الكوكب المجاور للأرض مختلفًا تمامًا عن عالمنا، ومن المحتمل أن يفقد قدرته على استضافة الحياة.
يعرف العلماء أن الكوكب الأحمر لم يكن دائمًا عبارة عن منطقة قاحلة وقاحلة تجوبها اليوم مركبات المريخ الجوالة Perseverance وCuriosity. اكتشف الروبوتان المتدحرجان التابعان لناسا دليلاً على وجود الماء بكثرة على كوكب المريخ في وقت مبكر من تاريخه الذي يبلغ 4.6 مليار عام. لكن لكي يمتلك المريخ مياهًا سائلة، كان لا بد أيضًا من وجود غلاف جوي يمنع تلك المياه من التجمد. والسؤال الكبير الذي يطرح منذ عقود هو: أين ذهب هذا الغلاف الجوي عندما اختفى؟
يعتقد فريق من الباحثين أن الإجابة كانت تحت أنظار (أو على درب) الفضول والمثابرة طوال هذا الوقت. وفي بحث نشر في مجلة Science Advances، يجادلون بأنه حتى لو كان الماء موجودًا على الكوكب الأحمر، فمن الممكن أن يكون قد تسرب عبر أنواع معينة من الصخور وأثار سلسلة بطيئة من التفاعلات التي كان من شأنها أن تمتص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي. وكان من الممكن أن يتحول هذا بعد ذلك إلى ميثان، وهو أحد أشكال الكربون، ويُحتجز في السطح الطيني للمريخ.
وقال أوليفر جاغوتز، عضو الفريق وأستاذ الجيولوجيا في القسم: “بناء على النتائج التي توصلنا إليها على الأرض، نظهر أن عمليات مماثلة من المحتمل أن تحدث على المريخ وأن كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي يمكن أن تتحول إلى ميثان وتم عزلها في الطين”. علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT EAPS)، في بيان. إفادة“من الممكن أن يظل هذا الميثان موجودًا وربما يستخدم كمصدر للطاقة على المريخ في المستقبل. »
متعلق ب: إن مركبة ناسا المريخية بيرسيفيرانس في طريقها لإجراء أول مسح لحافة فوهة البركان “قلعة دوكس”
كيف قادت الأرض الطريق إلى سر الغلاف الجوي للمريخ
في مجموعته في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، بدأ جاغوتز وزملاؤه أبحاثهم ليس مع المريخ ولكن مع كوكبنا. وكان العلماء يحاولون تحديد العمليات الجيولوجية التي تسببت في تطور الطبقة الخارجية الصلبة والهشة للأرض، والتي تشمل القشرة والوشاح العلوي، والمعروفة باسم 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 يستقر فيها الكربون ويبقى لمليارات السنين دون أن يتحرك أو يضطرب.
على الأرض، يتم إنشاء السميكتايت من خلال حركة الصفائح التكتونية التي تقع عليها القارات. كما أدى هذا النشاط التكتوني إلى رفع السمكتيت إلى سطح كوكبنا. بمجرد تعرضه للسطح، يمتص هذا المعدن الطيني المتجعد ثاني أكسيد الكربون، مما يزيل غازات الدفيئة من الغلاف الجوي ويساعد كوكبنا على البرودة لملايين السنين.
حول الفريق تركيزه إلى المريخ عندما لاحظ جاغوتز سطح الكوكب الأحمر ولاحظ مادة سميكة مماثلة منتشرة عبر جار الأرض.
أثار اكتشاف السمكتيت على المريخ سؤالًا مهمًا: بما أن الكوكب الأحمر خالٍ من النشاط التكتوني، فكيف تم إنشاء هذا المعدن الطيني المطوي؟ للإجابة على هذا السؤال، تحول الفريق إلى ما يعرفونه عن التاريخ الجيولوجي لجارة الأرض.
وكان أحد الأدلة هو الكشف عن بعد عن صخور نارية منخفضة السيليكا في قشرة الكوكب الأحمر، تسمى “الصخور فوق المافية”. على الأرض، من المعروف أن هذه الصخور النارية تشكل سمكتيت عندما تتآكل أو “تتعرض للتجوية” بواسطة الماء. على المريخ، هناك أدلة على وجود أنهار قديمة يمكن أن تتدفق فيها المياه وتتفاعل مع الصخور الموجودة تحتها.
ثم استخدم الفريق معرفتهم بالتفاعل بين الماء والصخور النارية على الأرض لإنشاء نموذج ينطبق على المريخ. سيكشف هذا النموذج ما إذا كان من الممكن أن يتفاعل الماء مع الصخور العميقة فوق المافية على سطح المريخ بطريقة من شأنها أن تنتج السمكتيت على السطح اليوم.
وباستخدام هذا النموذج، اكتشف العلماء أنه على مدار مليار سنة، كان من الممكن أن تتسرب المياه عبر القشرة الأرضية لتتفاعل مع معدن سيليكات الحديد والمغنيسيوم، المتوفر بكثرة في الصخور النارية، والذي يسمى “الزبرجد الزيتوني”. هذا المعدن غني بالحديد، الذي يرتبط به الأكسجين الموجود في الماء أثناء العملية، مما يؤدي إلى إطلاق الهيدروجين. ربما ساعد هذا الحديد المؤكسد في إعطاء المريخ لونه الأحمر المميز.
من الممكن أن يكون الهيدروجين المنطلق قد اتحد مع ثاني أكسيد الكربون في الماء لتكوين غاز الميثان، مع هذا التفاعل يحول الأوليفين ببطء إلى صخرة أخرى غنية بالحديد تسمى “السربنتين”. ومع استمرار السربنتين في التفاعل مع الماء، فمن الممكن أن يكون قد شكل في النهاية سمكتايت.
وقال جوشوا موراي، المؤلف الرئيسي للدراسة وخريج معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا EAPS، في البيان: “إن طين السمكتيت لديه قدرة كبيرة على تخزين الكربون”. “لذلك استخدمنا المعرفة الموجودة حول كيفية تخزين هذه المعادن في الطين على الأرض واستقراءنا لنقول: إذا كان سطح المريخ يحتوي على هذا القدر من الطين، فما هي كمية الميثان التي يمكن تخزينها في هذا الطين؟ »
ووجد الفريق أنه لتخزين كمية الميثان اللازمة لإزالة معظم ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي للمريخ، كان لا بد من تغطية الكوكب الأحمر بطبقة من السمكتيت يزيد عمقها عن 1100 متر.
وخلص موراي إلى أنه “وجدنا أن تقديرات أحجام الطين الإجمالية على المريخ تتفق مع حقيقة أن جزءًا كبيرًا من ثاني أكسيد الكربون الأولي للمريخ يتم عزله كمركبات عضوية في القشرة الغنية بالطين”. “بطريقة ما، قد يكون الغلاف الجوي المفقود للمريخ مختبئًا على مرأى من الجميع. »
وكان بحث الفريق نشرت في 25 سبتمبر في مجلة تقدم العلوم.
