به نقل از «باشگاه خبرنگاران»

قدیمی‌ترین پوسته سیاره سرخ کشف شد

تاریخ انتشار: ۱۵ آبان ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۳۵۲۶۸۴

پوسته اولیه مریخ ممکن است پیچیده‌تر از چیزی باشد که قبلاً تصور می‌شد و حتی ممکن است شبیه به پوسته اصلی سیاره خودمان باشد.

سطح مریخ به طور یکنواخت بازالتی و محصول میلیارد‌ها سال آتشفشان و جریان گدازه روی سطح است که در نهایت سرد شده است. دانشمندان تصور می‌کردند تاریخچه پوسته مریخ داستان نسبتاً ساده‌ای دارد؛ زیرا مریخ مانند قاره‌های روی زمین بازسازی کامل سطح خود را تجربه نکرده است.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

محققان مکان‌هایی را در نیمکره جنوبی سیاره سرخ یافته‌اند که غلظت سیلیکون، یک عنصر شیمیایی، در آن از آنچه در یک محیط کاملاً بازالتی انتظار داشتند، بسیار بیشتر است. سنگ‌های فضایی که به مریخ برخورد کردند، موادی را که کیلومتر‌ها زیر سطح قرار داشت، حفاری و غلظت سیلیس و گذشته‌ای پنهان را آشکار کردند.

والِری پِیره (Valerie Payré)، استادیار گروه آموزشی علوم زمین و محیط زیست در دانشگاه آیووا در آمریکا، می‌گوید: سیلیس بیشتری در ترکیب پوسته مریخ وجود دارد که باعث می‌شود سنگ‌ها بازالت نباشند و ترکیب تکامل‌یافته‌تری داشته باشند. این به ما می‌گوید که پوسته روی مریخ به طور قطع پیچیده‌تر از چیزی است که گمان می‌کردیم و به ما کمک می‌کند درک کنیم پوسته اولیه زمین چگونه شکل گرفته است.

چه فرضیه‌هایی درباره نحوه شکل‌گیری مریخ وجود دارد؟

دانشمندان معتقدند مریخ حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش شکل گرفته است. اینکه سیاره سرخ دقیقاً چگونه به‌وجود آمده است یک راز است؛ اما فرضیه‌هایی درباره آن وجود دارد. یک فرضیه این است که مریخ در اثر یک برخورد شدید سنگ‌ها در فضا شکل گرفته است که با گرمای شدید حالتی کاملاً مایع به‌وجود آورد که به‌عنوان اقیانوس ماگما (magma ocean) نیز شناخته می‌شود. این فرضیه می‌گوید اقیانوس ماگما به‌تدریج سرد شد و پوسته‌ای مانند لایه‌ای از پوست به‌وجود آورد که بازالتی است.

فرضیه دیگر این است که اقیانوس ماگما فراگیر نیست و قسمت‌هایی از پوسته اولیه مریخ منشأ متفاوتی دارد و دارای سیلیس است.

پِیره و همکارانش داده‌هایی را که توسط مدارگرد شناسایی مریخ از نیمکره جنوبی سیاره جمع‌آوری شده بود، تجزیه‌وتحلیل کردند. مدارگرد شناسایی مریخ، فضاپیمای چندمنظوره ناسا (اداره کل ملی هوانوردی و فضای آمریکا) است که برای شناسایی و اکتشاف مریخ از روی مدار، طراحی شده است. تحقیقات قبلی نشان داده بود که نیمکره جنوبی مریخ، قدیمی‌ترین منطقه آن است. محققان ۹ مکان، از جمله دهانه‌ها و شکستگی‌های زمین، را یافتند که سرشار از فِلدِسپات بودند. فلدسپات یک ماده معدنی مرتبط با جریان‌های گدازه‌ای است که که بیشتر سیلیسی هستند تا بازالتی.

پِیره می‌گوید: این اولین سرنخ بود. زمین‌ها سرشار از فلدسپات بودند؛ به همین دلیل غلظت سیلیس را در آنجا بررسی کردیم.

فلدسپات قبلاً در سایر مناطق مریخ یافت شده بود؛ اما تجزیه‌وتحلیل‌های بیشتر نشان داد که ترکیب شیمیایی در آن مناطق بازالتی‌تر است. محققان از ابزار دیگری به نام تِمیس (THEMIS) استفاده کردند که می‌تواند غلظت سیلیس را براساس بازتاب طول موج فروسرخ از سطح مریخ تشخیص دهد. این تیم پژوهشی با استفاده از داده‌های این ابزار مشخص کرد که میزان سیلیس زمین در مکان‌های انتخابی آن‌ها از بازالت بیشتر است.

شهاب‌سنگ‌هایی مانند Erg Chech ۰۰۲ که در صحرای آفریقا کشف شد و قدمت آن تقریباً به زمان تولد منظومه شمسی می‌رسد، به مشاهدات محققان اعتبار بیشتری بخشید؛ زیرا دارای ترکیبات سیلیسی و سایر مواد معدنی مشابه بود که این تیم در ۹ نقطه مریخ مشاهده کرده بود.

محققان قدمت این پوسته را حدود ۴.۲ میلیارد سال تعیین کردند؛ در نتیجه این پوسته قدیمی‌ترین پوسته‌ای به‌شمار می‌رود که تا به امروز در مریخ کشف شده است. پِیره که از این کشف کمی شگفت‌زده شده است، می‌گوید: مریخ نورد‌هایی وجود داشته‌اند که صخره‌هایی را روی سطح مشاهده کرده‌اند که بیشتر سیلیسی بوده‌اند تا بازالتی؛ بنابراین، فرضیه‌هایی وجود داشت که پوسته احتمالاً سیلیسی‌تر است. اما هرگز نمی‌دانستیم و هنوز هم نمی‌دانیم، پوسته اولیه چگونه تشکیل شده است یا چقدر قدمت دارد؛ بنابراین این هنوز یک راز است.

منشأ پوسته مریخ در ابهام است، اما تاریخچه پوسته زمین از آن هم مبهم‌تر است؛ زیرا همه بقایای پوسته اولیه سیاره ما به دلیل جابه‌جایی صفحات قاره‌ای (continental plates) به مدت میلیارد‌ها سال، پاک شده است. با این حال، این یافته ممکن است اطلاعاتی درخصوص خاستگاه زمین ارائه دهد.

پِیره می‌گوید: ما درباره شکل‌گیری پوسته سیاره خود چیزی نمی‌دانیم؛ حتی نمی‌دانیم زندگی برای اولین بار چه زمانی ظاهر شد. فهمیدن اینکه پوسته در سال‌های دور چگونه بوده است، احتمالاً به ما کمک می‌کند تا کل تکامل سیاره خود را درک کنیم.

باشگاه خبرنگاران جوان علمی پزشکی فناوری

منبع: باشگاه خبرنگاران

کلیدواژه: سیاره سرخ مریخ سنگ ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.yjc.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «باشگاه خبرنگاران» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۳۵۲۶۸۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

هفت کشف شگفت‌انگیز درباره سیاره عطارد

به‌نظر می‌رسد عطارد که فاصله بسیار نزدیکی با خورشید دارد، سیاره‌ای مرده باشد. دانشمندان قبلا تصور می‌کردند عطارد فقط تکه سنگی نزدیک به خورشید و دنیایی خصمانه است: سمت روز و شب سیاره شاهد اختلاف دمایی نزدیک ۶۰۰ درجه سانتیگراد است.

اما اکنون ثابت شده است عطارد دنیایی از تناقض‌ها و سیاره‌ای پویا است که شگفتی‌های غیرمنتظره‌ای را در خود پنهان کرده است. اتمسفری رقیق، میدان مغناطیسی و مخزنی از ترکیبات فرار هنوز در عطارد وجود دارد و دانشمندان این ویژگی‌ها را غالبا با سیاره‌هایی که بزرگ‌تر و دورتر از خورشید هستند، مرتبط می‌دانند.

دبورا دومینگو، دانشمند ارشد مؤسسه علوم سیاره‌ای می‌گوید انتظار داشتیم عطارد جرمی داغ و پخته‌شده باشد. او می‌گوید، مشاهدات چند دهه‌ی اخیر، باور دانشمندان درباره عطارد را تغییر داده است. شواهد نشان می‌دهد عطارد فقط توده سنگی خشک‌شده‌ای نیست. یکی از شگفتی‌های این سیاره آن است که هنوز دارای حباب‌هایی از یخ است.

تاکنون تنها دو ماموریت به سیاره عطارد رسیده است. سومین ماموریت، بپی کلمبو (مأموریت مشترک آژانس فضایی اروپا و آژانس کاوش‌های هوافضای ژاپن) است که در راه است و اواخر سال ۲۰۲۵ به مقصد خواهد رسید.

درحالی‌که معدود مشاهدات زمینی و ماموریت‌های فضایی دانش زیادی حاصل نکرده‌اند، به رفع بسیاری از سوءتفاهم‌های اولیه درمورد اسرار عطارد کمک کردند. در ادامه، به تعدادی از شگفت‌انگیزترین اکتشافاتی که درمورد عطارد حاصل شده است، اشاره می‌کنیم.

عطارد هسته‌ای فلزی دارد

عطارد ممکن است کوچک باشد، اما سنگین است. گرچه قطر عطارد از قطر ماه خیلی بیشتر نیست، جرم آن بیش از چهار برابر جرم ماه است. عطارد درواقع بعد از زمین، چگال‌ترین سیاره در منظومه شمسی محسوب می‌شود. چگالی بالای این سیاره از این واقعیت ناشی می‌شود که دارای هسته آهنی بزرگی است که حدود ۶۰ درصد حجم سیاره را تشکیل می‌دهد. درمقابل، هسته زمین ازنظر حجم فقط حدود ۱۵ درصد سیاره را شامل می‌شود.

دانشمندان درباره ساختار داخلی غیرعادی عطارد تئوری‌های مختلفی مطرح کرده‌اند. به باور آنها، شاید لایه بیرونی عطارد اولیه توسط خورشید تبخیر شده یا توسط باد‌های خورشیدی پراکنده شده است. تئوری دیگر می‌گوید شاید براثر برخورد جرم بزرگی به عطارد، بیشتر لایه‌های بیرونی نرم‌تر آن از بین رفته و هسته محکم‌تر آن باقی مانده است. ازآنجایی که بخشی از گوشته و پوسته همچنان باقی است، برخورد ممکن است به نوعی اتفاق افتاده باشد که برخی از لایه‌های اصلی عطارد را حفظ کرده باشد.

تلاطم‌های درون عطارد موجب ایجاد میدان مغناطیسی می‌شود

سیگنال‌های کوچک میدان مغناطیسی از سطح سیاره عطارد شواهدی از میدان مغناطیسی جهانی در تاریخ اولیه آن است که همچنان وجود دارد.

اولین ماموریت به عطارد، مارینر ۱۰ در سال ۱۹۷۳ انجام شد و نشان می‌داد این سیاره دارای میدان مغناطیسی است. این کشف برای جامعه علمی حیرت‌آور بود، زیرا تصور می‌کردند چنین سیاره کوچکی به سرعت سرد و سفت شده و فاقد میدان مغناطیسی باشد. وجود مغناطیس‌کره نشان می‌دهد بخشی از هسته عطارد هنوز درحال خروشیدن است.

میدان مغناطیسی عطارد تقریبا ۱۰۰ برابر ضعیف‌تر از میدان مغناطیسی زمین است. فعالیت مغناطیسی ضعیف به این معنا است که این سیاره در انتهای مرحله تکامل خود قرار دارد تا به سیاره مرده‌ای مانند مریخ تبدیل شود.

در دهه ۲۰۱۰ ماموریت دوم عطارد نشان داد میدان مغناطیسی این سیاره تعادلی ندارد. قطب جنوب مغناطیسی روی قطب جنوب جغرافیایی قرار ندارد، بلکه در یک پنجم مسیر درون سیاره مدفون شده است.

آنتونیو جنوا، مهندس هوافضا که در دانشگاه ساپینزای رم به مطالعه زمین‌سنجی و ژئوفیزیک مشغول است، می‌گوید میدان مغناطیسی بینش‌هایی درمورد درون سیاره و تاریخ آن ارائه می‌دهد و نشان می‌دهد سرعت چرخش درونی آن در طول میلیارد‌ها سال چقدر کم شده است.

عطارد اتمسفری رقیق دارد

عطارد دارای جو رقیقی است که نمی‌توان آن را اتمسفری واقعی درنظر گرفت. درعوض، دانشمندان این لایه نازک از گاز را اگزوسفر می‌نامند که در آن گاز چنان رقیق است که چیزی مانند فشار اتمسفر در آن قابل اندازه‌گیری نیست.

اخترشناسان در دهه ۱۹۸۰ در اگزوسفر عطارد سدیم، پتاسیم و کلسیم اتمی، فلزاتی با سیگنال‌های انتشار قوی را شناسایی کردند که از روی زمین توسط تلسکوپ قابل مشاهده هستند. این عناصر فلزی معمولاً به‌عنوان گاز درنظر گرفته نمی‌شوند، اما درنتیجه‌ی برخورد ذرات خورشیدی و شهاب‌سنگ‌ها به سطح سیاره، به آسمان سیاره راه پیدا می‌کنند.

باد‌های خورشیدی به اگزوسفر حاصل نفوذ می‌کنند و تعامل بین گاز‌ها و ذرات پرتاب شده از خورشید، دنباله درخشانی به طول ۲۴ میلیون کیلومتر پشت عطارد ایجاد می‌کند. دنباله بسته به نزدیکی عطارد به خورشید به صورت فصلی کوتاه و بلند می‌شود. اگر روی عطارد ایستاده باشید و در زمان مناسب سال به بالا نگاه کنید، دنباله‌ی بلند عطارد به صورت درخشش نارنجی رنگی در آسمان ظاهر می‌شود.

در قطب‌های عطارد یخ وجود دارد

به‌نظر می‌رسد عطارد در قطب‌های خود یخی دارد که از تابش‌های خورشیدی در امان مانده است.

سیاره‌ای که دقیقاً نزدیکی خورشید قرار دارد، نباید آب و یخ داشته باشد یا حداقل پژوهشگران این‌طور فکر می‌کردند. اما در دهه ۱۹۹۰ دانشمندان در گلدستون در کالیفرنیا و تلسکوپ رادیویی آرسیبو در پورتوریکو جریانی از سیگنال‌های راداری را به سمت عطارد هدایت کردند. آنها از مشاهده دو نقطه بازتابشی روشن در قطب‌ها که احتمالا ذخایر یخ بودند، حیرت‌زده شدند.

در سال ۲۰۱۲، فضاپیمای مسنجر تایید کرد یخ‌ها در قطب شمال عطارد آب منجمد است. اندازه‌گیری‌های لیزری روی سطح مواد غنی از کربن را روی سطح شناسایی کرد که یخ زیر آن را عایق می‌کند.

عطارد توانسته است آب خود را حفظ کند، زیرا حباب‌های حاوی یخ زیر سایه‌های دائمی آن قرار دارد. این سیاره نسبت به مدارش در اطراف خورشید، کاملا عمودی می‌چرخد؛ بدان معنا که دهانه‌های برخوردی نزدیک قطب‌ها دارای قسمت‌های درونی هستند که هرگز نور روز را نمی‌بینند. دمای درون این شکاف‌ها منهای ۱۷۰ درجه سانتیگراد، یعنی نزدیک دمایی است که گاز نیتروژن در آن مایع می‌شود. شان سولومون، دانشمند سابق سیاره‌شناس در دانشگاه کلمبیا و محقق اصلی مأموریت مسنجر، می‌گوید: «آنجا به اندازه‌ای سرد است که یخ بتواند در بازه‌های زمانی زمین‌شناسی پایدار بماند.»

مانند بسیاری از سیارات سنگی دیگر، آب روی عطارد احتمالا از سیارک‌هایی آمده است که روی سطح خشکی فرود آمده‌اند. این آب درون دهانه‌های عطارد که از دوران اولیه تغییری نکرده است، پنهان شده است.

در سایر سیاره‌های زمین‌سان در منظومه شمسی، فرایند‌های زمین‌شناسی مانند چرخش آب‌وهوایی، آب‌های خارج‌شده را در کل سیاره پخش کرده است. سولومون می‌گوید اگر دانشمندان بخواهند از یخ باستانی دست‌نخورده در منظومه شمسی نمونه‌برداری کنند، احتمالا بهترین منبع قطب‌های عطارد است.

عطارد حاوی مواد فرار مختلفی است

پوسته عطارد غنی از عناصر نسبتا فرار مانند پتاسیم و گوگرد است. هنگامی که فضاپیمای مسنجر مواد فرار را در دنیای سوزان عطارد شناسایی کرد، عطارد دوباره انتظارات دانشمندان را زیر سوال برد. مواد فرار مواد شیمیایی هستند که می‌توانند در تغییر دمایی کوتاه، بین فاز‌های جامد و گاز تغییر حالت دهند.

قبلا ثابت شده بود عطارد دارای آب محفوظ است، اما ماموریت مسنجر عناصر دیگری مانند گوگرد، پتاسیم و کلر را شناسایی کرد که به‌راحتی در دمای نسبتا بالا تبخیر می‌شوند. این مواد فرار در سراسر سطح سیاره پخش شده‌اند.

عطارد با توجه به اندازه‌اش نسبت‌به سایر سیاره‌های زمین‌سان منظومه شمسی که دورتر ار خورشید و بنابراین بسیار سردتر هستند، دارای مقادیر بالاتری از مواد فرار است. این موضوع که مواد فرار از کجا می‌آیند و عطارد چگونه آنها را حفظ کرده است، هنوز از موضوعات موردبحث در میان دانشمندان است.

برخی از پژوهشگران فکر می‌کنند مواد فرار در تاریخ اخیر از زیر سطح آمده‌اند، درحالی‌که برخی دیگر فکر می‌کنند مواد شیمیایی از دوران جنینی عطارد روی سطح آن باقی مانده‌اند.

وجود مواد فرار روی عطارد سوال‌هایی را ایجاد می‌کند. برای مثال، اگر سیاره‌هایی که به ستاره‌های خود نزدیک هستند، دارای مواد فرار خصوصا آب باشند آیا این مناطق می‌توانند سکونت‌پذیر باشند؟ به‌گفته‌ی دومینگو عطارد نشان می‌دهد سیاره‌های نزدیک به خورشید را نباید نادیده گرفت.

عطارد دارای فرورفتگی‌های نامنظمی روی سطح خود است. مارینر ۱۰ اولین بار در سال ۱۹۷۵ آنها را آشکار کرد. سپس مسنجر از این مناطق تصاویری با وضوح بالا ثبت کرد. فرورفتگی‌ها از چند متر تا بیش از ۱٫۶ کیلومتر عرض دارند و عمق آنها به ۳۶ متر هم می‌رسد.

دانشمندان بر این باورند که حفره‌ها ممکن است براثر خروج مواد فرار ایجاد شده باشد. ازآن‌جایی که عطارد بدون اتمسفر دارای باد یا بارانی نیست که زمین را بکند، ویژگی‌های سطحی مانند گودال‌ها می‌توانند درنتیجه‌ی فرایند‌های دیگری مانند نشت مواد فرار از خشکی به درون فضا شکل بگیرند.

حفره‌ها سازند‌های نسبتا جوانی هستند که در مقایسه با دهانه‌های برخوردی چهار میلیارد ساله روی عطارد به‌طور متوسط حدود ۱۰۰ هزار سال عمر دارند. دانشمندان فکر می‌کنند حفره‌ها هنوز درحال شکل‌گیری هستند. این حفره‌ها فقط در عطارد دیده شده‌اند. به‌نظر می‌رسد اجرام دیگر منظومه شمسی چنین آثاری را نداشته باشند.

در سال‌های اخیر، دانشمندان ساختار‌های دیگری را نیز روی عطارد شناسایی کرده‌اند: برآمدگی‌های نامنظمی که بخش وسیعی از سطح آن را پوشانده‌اند. برخی از پژوهشگران بر این باورند که این زمین‌های ناهموار ناشی از جریان مواج مواد فرار از اعماق سیاره است. دانشمندان دیگر فکر می‌کنند ناهمواری‌ها ناشی از برخورد موج‌دار یک سیارک بوده است.

عطارد زمانی ازنظر آتشفشانی فعال بوده است

توپوگرافی عطارد سرنخ‌هایی را ارائه می‌دهد که آتشفشان‌ها زمانی گدازه‌هایی را روی سطح این سیاره پرتاب کرده‌اند. فضاپیمای مسنجر دشت‌های درخشانی را که در سطح عطارد پراکنده‌اند، به‌خوبی نشان داد. گدازه‌های انباشته‌شده روی دهانه‌ها و برآمدگی‌های قدیمی‌تر صاف شده و دشت‌ها را تشکیل داده‌اند. پژوهشگران فکر می‌کنند آتشفشان فعالی که روی عطارد قرار داشت، بین ۱ میلیارد تا ۳٫۵ میلیارد سال پیش به خاطر خنک شدن و انقباض سیاره غیرفعال و مسیر‌های خروج ماگما مسدود شد.

عطارد همچنین نشانه‌هایی فعالیت آتشفشانی انفجاری را نشان می‌دهد. گودال‌های نامنظم با طول چندین کیلومتر و بیش از سه کیلومتر عمق به آتشفشان‌های آذرآواری باستانی اشاره دارند که موجب تخریب خود شده‌اند. در اطراف گودال‌ها رسوباتی وجود دارد که بنا به باور پژوهشگران، درنتیجه‌ی انفجار‌های آتشفشانی خارج شده‌اند. این نوع انفجار‌های آتشفشانی احتمالا ناشی از مواد فرار زیر زمین هستند. وقتی این مواد شیمیایی مدفون به سطح می‌آیند، حجم آنها افزایش می‌یابد. درنهایت، افزایش فشار گاز‌ها موجب می‌شود آتشفشان حالت انفجاری پیدا کند.

دانشمندان بپی کلمبو امیدوارند اطلاعات بیشتری دراین‌باره به دست آورند که مواد فرار روی سیاره عطارد از کجا می‌آیند. نقشه‌برداری از مواد فرار در سطح سیاره سرنخ‌هایی مورد نحوه رسیدن آنها به آنجا ارائه می‌دهد. منشا مواد فرار یکی از موضوعات اصلی اکتشافات فضایی است.

منبع: زومیت

باشگاه خبرنگاران جوان علمی پزشکی علوم فضایی و نجوم