منذ مليارات السنين، ربما كان الغلاف الجوي للمريخ أكثر كثافة وكان الهواء أكثر دفئًا قليلاً. من خلال النظر إلى دلتا الموجودة على المريخ، على غرار دلتا الأنهار على الأرض، اقترح البعض أن المحيطات كانت تغطي الكوكب جزئيًا.
محيط النصف الشمالي
وقد نظر آخرون في تكوين نيازك المريخ. والتي يمكن أن تظهر كيف يمكن مقارنة كيمياء المريخ اليوم بما كان يبدو عليه الكوكب منذ مليارات السنين. يشير كلا الخطين من الأدلة إلى أنه قبل حوالي أربعة مليارات سنة، كان نصف الكرة الشمالي للمريخ مغطى بمحيط ضخم.
واليوم. أصبح هذا المحيط مجرد ذكرى. تقدم الأبحاث التي أجرتها جامعة طوكيو ونشرت في مجلة Nature Communications أحد الأسباب: منذ مليارات السنين، فقد المريخ مجاله المغناطيسي.
سبب تبخر المحيطات
وبدون الحماية التي يوفرها المجال المغناطيسي، تم تجريد الغلاف الجوي، وفي نهاية المطاف، تبخرت المحيطات مع فقدان بخار الماء الموجود في الغلاف الجوي إلى الفضاء.
المجالات المغناطيسية والمحيطات
النظام الشمسي مكان قاس. يمكن لشمسنا الواهبة للحياة أن تسلب الحياة أيضًا. تنتج الشمس كميات هائلة من الإشعاع، لولا التأثير الوقائي لمجالنا المغناطيسي، لحرق كوكبنا. وبدون المجال المغناطيسي، ستجرد الرياح الشمسية غلافنا الجوي، وتتبخر المحيطات وتضيع في الفضاء. بمعنى آخر، سينتهي الأمر بالأرض مثل المريخ.
الأرض هي الكوكب الوحيد من الكواكب الصخرية في نظامنا الشمسي الذي يتمتع بمجال مغناطيسي قوي. من المحتمل أن يكون وجوده أحد الأسباب الرئيسية وراء الاختلاف الكبير بين المريخ والأرض. ولكن منذ مليارات السنين، كان لدى المريخ أيضًا مجال مغناطيسي قوي. اذًا ماذا حصل؟
كيف فقد المريخ مجاله المغناطيسي؟
وللتحقق من ذلك، قام فريق بقيادة شونبي يوكو من جامعة طوكيو بمحاكاة نواة المريخ في مختبر هنا على الأرض. وصنع الفريق مادة باستخدام خليط من الحديد والكبريت والهيدروجين، والتي يعتقد أنها موجودة في قلب المريخ.
من المحتمل أن يكون الكبريت موجودًا في قلب المريخ، نظرًا لأن نيازك المريخ (التي تختبر القشرة والوشاح) لا تحتوي على العديد من العناصر الموجودة عادةً بجانب الكبريت. قد يكون الهيدروجين وفيرًا في قلب المريخ نظرًا لقربه من “خط الثلج” في نظامنا الشمسي، حيث كان الجليد المائي وفيرًا أثناء تكوين الكوكب. قال يوكو لـ Big Think: “يمكننا أن نفترض بشكل معقول أن [اللب] هو سائل Fe-SH ولكن يجب التحقق منه من خلال المزيد من عمليات رصد الزلازل المريخية”. “قد تخبرنا مهمة InSight المستمرة التابعة لناسا بالمزيد في المستقبل القريب”.
تيارات الحمل الحراري
ثم وضع الفريق مزيج الحديد والكبريت والهيدروجين بين ماستين وقاموا بتسخينه بالليزر، لمحاكاة درجات الحرارة والضغوط المرتفعة الموجودة داخل قلب كوكب صخري. انفصلت المادة إلى سائلين مختلفين، أحدهما يحتوي على الحديد والكبريت، والآخر يحتوي على الحديد والهيدروجين. ولأن السائل الذي يحتوي على الهيدروجين كان أقل كثافة، فقد ارتفع إلى الأعلى. وعندما انفصلت السوائل، تشكلت تيارات الحمل الحراري.
وهذا مشابه لما كان سيحدث في التاريخ المبكر للمريخ. سيشكل سائل الحديد والكبريت والهيدروجين تيارات الحمل الحراري عندما ينفصل الكبريت عن الهيدروجين. من شأن هذه التيارات أن تشكل مجالًا مغناطيسيًا وقائيًا حول الكوكب. لكن مثل هذه التيارات قصيرة الأجل. وبمجرد أن ينفصل السائلان تمامًا، تتوقف التيارات، ويختفي المجال المغناطيسي. وفي نهاية المطاف، سيتم تجريد الغلاف الجوي وستختفي المحيطات.
فيزياء مماثلة في قلب الأرض
هذا الانفصال بين سوائل الحديد والكبريت والحديد والهيدروجين يمكن رؤيته أيضًا داخل الأرض، ولكن مع اختلاف رئيسي: درجة الحرارة.
قال يوكو لـ Big Think: “درجة حرارة قلب الأرض (حوالي 6740 درجة فهرنهايت) أعلى بكثير من درجة حرارة قلب المريخ”. عند درجات الحرارة المرتفعة هذه، تمتزج سوائل الحديد والكبريت والحديد والهيدروجين معًا. ومع ذلك، فإننا نرى التقسيم الطبقي أعلى في القلب، حيث تكون درجات الحرارة أقل. وقال يوكو: “هذا هو السبب في أن نواة الأرض مقسمة إلى طبقات فقط في قمتها، في حين أن نواة المريخ مقسمة إلى طبقات بالكامل”. “يجب أن يستغرق الأمر وقتًا طويلاً جدًا (مثل مليار سنة) حتى يصبح قلب الأرض طبقيًا بالكامل”.
بعبارة أخرى، لدينا الوقت.
مقياس الكواكب الصالحة للسكن
ومع ذلك، فإن هذه النتائج لها آثار في البحث عن الكواكب الخارجية الصالحة للسكن. المقياس الشائع المستخدم لتحديد ما إذا كان الكوكب خارج المجموعة الشمسية يمكنه استضافة الحياة هو وجود الماء السائل على السطح في موقع ليس باردًا جدًا ولا حارًا جدًا. ولكن ربما ينبغي أن يكون المجال المغناطيسي القوي مقياسًا رئيسيًا آخر لتحديد ما إذا كان الكوكب قادرًا على الاحتفاظ بمياهه. ومن المحتمل جدًا أن تكون المجالات المغناطيسية القوية مثل مجالات الأرض نادرة نسبيًا في الكون.
اقرأ أيضا: