در جست و جوي حيات بر سياره ي سرخ

در حالي که آسمان اواخر زمستان رو به تاريکي بيشتر مي رفت، برنامه ريزان پروژه ي مريخ نوردان نگران به پايان رسيدن عمر آن ها و قطع ارتباطشان بودند. دو قلوهاي کاوشگر مريخ، روح و فرصت، در وقت اضافه ي حضورشان روي مريخ قرار دارند، وي ميل بشر براي يافتن جايگاه آينده ي حيات مانع از پذيرفتن پايان احتمالي مأموريت دو قلوها مي شود: عمر مأموريتي که قرار بود فقط سه ماه به طور انجامد، هم اکنون از مرز 6 سال هم گذر کرده است. طوفان هاي گرد و غبار مريخي از ناحيه ي حوشچه ي هلاس آغاز شدند که عارضه ي برخوردي عظيمي در نيم کره ي جنوبي مريخ است. اما اين حوضچه نتوانست طوفان را نگه دارد ودر اواخر فروردين 1388 طوفان به نواحي شمالي گسترش يافت. اين غبار لايه اي در برابر نور خورشيد ايجاد کرد و مانع از رسيدن آن به سطح سياره شد که حاصل آن افت نيرو و الکتريسيته به ميزان 20 درصد در روح و 30 درصد در فرصت بود و آن ها را از بازه ي عملياتي خارج کرد.
اين گونه طوفان ها معمولاً با فرا رسيدن فصل بهار در نواحي جنوبي سياره و کاهش فاصله ي مداري از خورشيد به پا مي شوند. در ابتدا دانشمندان احتمال مي دادند که اين طوفان سراسري خواهد بود ولي طوفان با همان سرعتي که به پا خاسته بود، فرو نشست و در اواخر ارديبهشت 1388 اوضاع به حالت عادي بازگشت و با حذف لايه ي غبار و با ورود دوباره ي نور خورشيد، مريخ نوردان زندگي تازه اي گرفتند.
البته مهم ترين کشف مريخ نوردان-درباره ي اين که زماني آب مايع بر سطح مريخ جاري بوده-واقعاً به گذشته مربوط است. اکنون کانون توجهات کاوش هاي مريخي به سه مدارگرد اکتشافي متمرکز شده که به دور مريخ در گردش اند. فضاپيماهاي اديسه ي مريخ ناسا، مدار گرد اکتشافي مريخ (MRO)، و فضاپيماي اروپايي سريع السير مريخ (Mars Express) تغييرات آب و هوايي را ثبت کرده اند و درست زير سطح مريخ يخ کشف کرده اند. وقتي مجموعه ي اين اکتشافات را در کنار اکتشافات مريخ نشين ققنوس (Phoenix) مي گذاريم تابلويي رنگارنگ از گذشته و حال بسيار پر جنب و جوش و پوياي مريخ در برابر مان رنگ مي گيرد.

تغييرات در کلاهک هاي يخي
 

با گذر کامل فصل بهار از نيم کره ي جنوبي سياره در اوايل سال 2009 (زمستان 1387) تغييرات محسوسي در کلاهک هاي يخي قطب جنوب مريخ ايجاد شد. بر خلاف روي زمين هر کدام از قطب هاي مريخ داراي دو نوع کلاهک يخي دائمي و فصلي اند. کلاهک فصلي در زمستان و زماني شکل مي گيرد که دي اکسيد کربن موجود در جوّ منجمد مي شود و بر سطح سياره فرو مي نشيند. اين برفک هاي دي اکسيد کربن (يخ خشک) در نهايت لايه اي به قطر يک متر ايجاد مي کنند.
در بهار مريخي ک خورشيد در آسمان اوج مي گيرد و سياره گرم تر مي شود، کلاهک هاي يخي دي اکسي کربن از دو طرف (زير و رو) شروع به تصعيد مي کنند. گازي که زير کلاهک حبس شده است موجب توليد فشار مي شود و سرانجام منفذي براي خروج پيدا مي کند و به سطح فوران مي کند.
اين گاز همراه خود مقداري غبار هم به بالا مي آورد که بر سطح ته نشين مي شود. در برخي مناطق، اين مواد تيره اشکالي شبيه عنکبوت يا پروانه شکل مي دهند. در ديگر نقاط هم کلاهک قطبي نازک شده سطح تيره ي زير خودش را نمايان مي کند، در حالي که برفک هاي درخشان همچنان نواحي نزديک را پوشانده است. آزمايشگر و تصويربردار با کيفيت بالاي MRO يعني HiRISE هم ي اين اتفاقات را طي بهار مريخي در نيم کره ي جنوبي مريخ ثبت کرده است. برخي از دانشمندان سياره شناس اطلاعات به دست آمده از اين عکس ها را بررسي مي کنند تا بيشتر درباره ي چرخه هاي فصلي انجماد و تصعيد روي سياره ي سرخ بدانند. با اين حال گروهي ديگر منتظر ذوب و ناپديد شدن يخ اند تابتوانند سطح سياره را کاوش کنند. از زمان رسيدن MRO به مريخ در سال 2006/1385 اين دومين بهاري است که زير نظر اين مدارگرد بررسي مي شود.

گودالي پُر از آب
 

يخ دي اکسيد کربن روي مريخ دانشمندان را هيجان زده کرد ولي از آن مهم تر وجود يخ آب روي اين سياره بود. درچند ماه گذشته، محققان نواحي وسيعي از آب يخ زده را درست پنهان زير سطح مريخ يافته اند. از آن جالب تر اين که مقدار يخ ها در نواحي استوايي سياره بسيار بيشتر از چيزي است که پيش تر تصور مي شد.
دانشمدنان از ابزار رادار کوتاه موج MRO (يعني SHARAD) استفاده کردند تا بتوانند به عمق لايه هاي سنگي، که از يخچال ها در برابر نور خورشيد محافظت مي کند، برسند. (يخي که در معرض تابش خورشيد قرار بگيرد به سرعت تبخير مي شود و به جوّ رقيق مريخ مي پيوندد).
اکنون دو گروه تحقيقاتي مشغول بررسي مناطق از رسوبات سنگي با شيب کم هستند که درکوهپايه ها يا نواحي صخره اي ديده مي شوند. گروه نخست اين نواحي شيب دار را در نزديکي حوضچه ي هلاس بررسي مي کنند. اين محققان يخچال هايي به طول چند ده کيلومتر و ضخامت تا 800 متر يافته اند که در اعماق دره ها و شکاف ها در اين منطقه مدفون اند گروه دوم، مناطق مشابهي را در نيم کره ي شمالي کاوش کرده اند و به نتايج مشابهي نيز رسيده اند.
دانشمندان از زمان مأموريت وايکينگ ها در دهه ي 1970/1350 درباره ي اين نواحي شيب دار مي دانستند. اما هيچ کس دقيقاً نمي دانست که اين عوارض جريان هاي از يخ آب اند يا سنگ هايي پوشيده از مقدار کمي يخ. سرانجام رادار موضوع را فاش کرد. امواج راداري به درون اين دره ها ارسال و از سطح بازتاب شدند و در اين بازتابش تقريباً هيچ افت سيگنالي در آن ها مشاهده نشد. هيچ بازتابي از مواد سنگي درون اين نواحي اتفاق نيفتاد، بنابراين اين ماده بايد تقريباً يخ خالص آب باشد.
تقريباً با اطمينان مي توان گفت که اين يخچال ها با هم بزرگ ترين منبع يخ آب روي مريخ اند که در ناحيه ي قطبي قرار ندارند. دانشمندان حدس مي زنند که اين يخچال ها احتمالاً بازمانده ي لايه ي يخي بسيار عظيمي است که در يکي از دوران هاي يخ بندان عرض هاي مياني اين سياره را فرا گرفته بوده است. اين يخ ها مي توانند منبع آبي براي اکتشافات آينده ي مريخ باشند. همچنين وجود اين يخ اين ايده را، که مريخ زماني به حدّ کافي آب براي پشتيباني از حيات داشته است، تقويت مي کند.

لايه هاي رسوبي و نشانه هايي از گذشته ي مريخ
 

گرچه وجود يخ از گذشته ي پُر جنب و جوش مريخ خبر مي دهد، چرخه هاي آب و هوايي ميليون ها سال دوام دارند و نشانه هاي خود را در سنگ هاي رسوبي موجود در نواحي مختلف سياره به جا گذاشته اند. ابزار تصويربرداري HiRISE الگوهاي يکنواختي را در لايه هاي سنگ هاي رسوبي در 4 دهانه ي برخوردي در منطقه ي دشت عربياي (Arabia Terra) مريخ کشف کرده است.
در بعضي از اين دهانه ها لايه هايي با ضخامت يکسان گاه تا صدها بار عيناً تکرار شده اند. مثلاً، در دهانه ي بکوييرل (Becquerel) دسته هايي از الگوهاي دَه-لايه اي دست کم ده بار تکرار شده اند. به نظر مي رسد اين تکرارها با تغيير زاويه ها محور چرخش سياره نسبت به صفحه ي گردش آن به دور خورشيد-که چرخه اي مشابه دارد-ارتباط دارند.
اين کشف از تصاوير سه بُعدي دوربين هاي رايز حاصل شد. دانشمندان با نگاه کردن از زواياي نسبتاً متفاوت در مدار به مکاني يکسان، ضخامت هر لايه را تعيين کردند. آلفرد مک آيون، دانشمند سياره شناس دانشگاه آريزونا و محقق ارشد تصاوير دوربين هاي رايز، مي گويد: «بدون داشتن توپوگرافي (برجسته نگاري) کامل سياره و اندازه گيري هاي دقيق سه بعدي احتمال خطا و اشتباه درباره ي اندازه ي لايه ها زياد است. اطلاعات به دست آمده از عکس ها وجود الگوهاي تکرار را در لايه هاي رسوبي تاييد مي کند».
لايه ها با درجات متفاوتي فرسايش يافته اند. ظاهراً برخي تغييرات تناوبي محيط بر مقاومت رسوبات تشکيل دهنده ي لايه ها تأثير داشته است. کوين لوييس، دانشمند موسسه ي کلتک و رهبر اين گروه تحقيقاتي، در اين باره مي گويد: «مقاومت لايه ها به صورت پله اي زياد مي شود يعني لايه هاي رويي نسبت به لايه هاي زيرين مقاومت بيشتري در برابر فرسايش از خود نشان داده اند». شايد اين تغييرات نشان دهنده ي اندازه هاي مختلف ذراتي باشد که باد باعث رسوب شان شده است يا شايد هم نشان مي دهد که شرايطي محيطي چطور باعث رسوب ذرات مي شود.
محور چرخش مريخ هم اکنون 25/2 درجه نسبت به مدار آن متمايل است. ا ما اين زاويه در دوره هاي 120 هزار ساله تا ده ها درجه تغيير مي کند.
(براي مقايسه بدانيد که قمر بزرگ زمين تمايل محور زمين را نسبتاً ثابت نگه مي دارد، بنابراين تمايل محور زمين فقط بين 22/1 تا 24/5 درجه در دوره هاي 41 هزار ساله تغيير مي کند.)
لوييس و همکارانش حدس مي زنند هر لايه در يکي از دوره هاي 120 هزار ساله به وجود آمده اند و از اين جا موضوع جذاب مي شود. به گفته ي لوييس: «مريخ در چرخه هاي تغيير ميل محورش، نسبتي 10 به 1 دارد-تغييرات کوچک تر در دوره هاي بزرگ تر. بي شک در رسوبات لايه لايه ي دهانه ي بکوييرل هم همين نسبت 10 به 1 را مي بينيم». اگر چنين باشد، دسته هاي دَه-لايه اي نشان دهنده ي چرخه ي آب و هوايي تقريباً 2/1 ميليون ساله است.

تست اسيدي براي پي بردن به وجود آب
 

در حالي که گروهي از دانشمندان سطح سنگي مريخ را براي بررسي آب و هواي گذشته ي آن بررسي مي کنند، گروهي ديگر اين سطح را براي کسب اطلاعاتي درباره ي ترکيبات سياره مطالعه مي کنند. به تازگي دانشمندان مواد معدني کربناتي را يافتند که مدت ها به دنبالشان بودند و با اين کشف بزرگ نه تنها درباره ي ترکيبات سياره اطلاعاتي به دست آوردند بلکه درباره ي وجود آب مايع و احتمال وجود حيات در سياره ي سرخ نيز به نتايج مهمي دست يافتند.
اين کربنات ها در رصدهاي انجام شده توسط ابزار جمع و جوري به نام طيف سنج تصويربردار شناسايي مريخ (CRISM) سوار بر مدارگرد (MRO) کشف شدند. بِتاني اِلمان از دانشگاه براون هدايت گروهي را بر عهده دارد که رسوباتي را در لايه هاي سنگ هاي بستر اطراف حوضچه ي ايسيديس کشف کردند. اين حوضچه، ساختاري برخوردي به قطر 1489 کيلومتر است که سني بيش از 3/6 ميليون سال دارد. بهترين سنگ هاي رسوبي را مي توان در گودال نيلي (Nili)يافت که ساختاري متشکل از شيارها به طور 667 کيلومتر است.
سنگ هاي کربناتي، که روي زمين شامل سنگ آهک و سنگ گچ مي شوند، زماني شکل مي گيرند، که آب و دي اکسيد کربن با کليسم، آهن يا منيزيم واکنش بدهند. از آن جا که کربنات ها به راحتي در اسيدهاي حل مي شوند حضور آن ها در اين منطقه نظريه ي احتمال وجود آب و هوايي به شدت اسيدي روي اين سياره در 3/5 ميليون سال پيش را به چالش مي کشد.
مريخ نشين ققنوس (فونيکس)نيز در محل فرودش در قطب شمال اين سياره آب پيدا کرد. دار اين مأموريت در سال 2008/1387 نمونه هايي يخي جمع آوري شدند که بعد از آزمايش مشخص شد حاوي يخ آب اند. البته وجود آب روي اين سياره زياد تعجب آور نبود. کشف يک سري دانه هاي ريز سفيد زير يکي از چرخ هاي مريخ نشين بود که بسيار همه را به هيجان آورد.
برخي از دانشمندان بر اين تصورند که اين دانه هاي ريز قظرات آب مايع اند اما ديگران هنوز متقاعد نشده اند نيلتون رنو از اعضاي پروژه ي مريخ نشين فونيکس از دانشگاه ميشيگان بر اين باور است که نمک پر کلرات موجود در اين ناحيه مي تواند نقطه ي ذوب يخ را باالا ببرد و توليد آب مايع کند. آزمايشات انجام شده در دانشگاه آرکانزاس نيز نشان مي دهد که ممکن است در روزهاي تابستان محلولي از آب و نمک پر کلرات چند ساعتي به شکل مايع در نواحي قطبي مريخ به وجود آيد.
وجود نمک پر کلرات باعث متعجب شدن برخي شد. هيچ يک از اعضاي پروژه ي فونيکس انتظار کشف پر کلرات-يوني متشکل از يک اتم کلر و چهار اتم اکسيژن-را بر سطح مريخ نداشتند اين نمک به طور طبيعي در نواحي خشک کره ي زمين، همانند بيابان آتاکاما در شيلي، توليد مي شود. گمانه زني هاي اوليه نشان از اين دارد که وجود اين نمک يا احتمال وجود حيات را بسيار بالا مي برد يا آن را به کل منتفي مي کند. اما مايکل هيچ يکي از دانشمندان آزمايشاگاه JPL ناسا مي گويد: «کشف پر کلرات براي حيات مريخي نه خبري خوب است ونه خبري بد! اما موجب مي شود ما نظراتمان را درباره ي حيات مريخي دوباره بسنجيم.»

به سوي آينده
 

فونيکس آخرين بار در آبان 1388 با زمين ارتباط برقرار کرد. و با توجه به فرا رسيدن زمستان در نواحي شمالي مريخ و کم شدن ميل خورشيد، صفحه هاي خورشيدي آن توانايي توليد انرژي کافي را ندارند. البته تا همان تاريخ نيز فونيکس 2 ماه از برنامه ي از پيش تنظيم شده اش فراتر رفته بود.
شايد روح وفرصت به کاوش سطح سياره ي سرخ ادامه دهند. هيچ کس نمي داند آن ها چه مدت ديگر عمر خواهند کرد. به هر حال آن ها همه ي انتظارات و بلکه بسيار فراتر از آن را نيز برآورده کرده اند اما روزهاي خوبشان را ديگر پشت سر گذاشته اند.
از ميان سه مدار گرد نيز هر دو مدار گرد اُديسه و سريع السير مريخ براي سومين بار تمديد مأموريت شدند و MRO نيز همچنان بسيار پر کار است و بيش از هر مأموريتي در گذشته داده به زمين ارسال کرده است. اين 5 کاوشگر تا 2 سال ديگر رقيبي نخواهند داشت و تا آن زمان، کاروان فعلي کاوشگران مريخ به بررسي هاي خود ادامه مي دهند.
منبع: نجوم، شماره 194.