هل توجد محيطات تحت سطح المريخ؟ مسبار “إنسايت” التابع لوكالة ناسا يكشف عن خزان ضخم من المياه السائلة

علماء الجيوفيزياء يستخدمون البيانات الزلزالية من ناسااكتشف مسبار “إنسايت” التابع لوكالة الفضاء الأميركية خزانًا كبيرًا للمياه الجوفية على المريخ، ربما بما يكفي لملء المحيطات القديمة.

يشير هذا الخزان، المحصور داخل القشرة الوسطى لكوكب المريخ، إلى أن مياه الكوكب الأحمر لم تتسرب بالكامل إلى الفضاء ولكن تم امتصاصها في قشرته، مما يغير النظريات السابقة حول جفاف المريخ وربما يوفر موطنًا يمكن أن يدعم الحياة.

باستخدام النشاط الزلزالي لاستكشاف الجزء الداخلي من كوكب المريخ، وجد علماء الجيوفيزياء أدلة على وجود خزان كبير من الماء السائل تحت الأرض – ما يكفي لملء المحيطات على سطح الكوكب.

وقد أتاحت البيانات التي أرسلها مسبار “إنسايت” التابع لوكالة ناسا للعلماء تقدير كمية المياه الجوفية التي يمكن أن تغطي الكوكب بأكمله حتى عمق يتراوح بين كيلومتر واحد إلى كيلومترين، أو حوالي ميل واحد.

ورغم أن هذا الخبر سار بالنسبة لأولئك الذين يتتبعون مصير المياه على الكوكب بعد اختفاء محيطاته منذ أكثر من ثلاثة مليارات سنة، فإن الخزان لن يكون ذا فائدة كبيرة لأي شخص يحاول الاستفادة منه لتزويد مستعمرة المريخ المستقبلية بالمياه. فهو يقع في شقوق ومسام صغيرة في الصخور في منتصف قشرة المريخ، على عمق يتراوح بين 11.5 و20 كيلومترًا تحت السطح. وحتى على الأرض، فإن حفر حفرة بعمق كيلومتر واحد يشكل تحديًا.

التداعيات المترتبة على استعمار المريخ وعلم الأحياء الفلكي

ومع ذلك، فإن هذا الاكتشاف يشير إلى مكان آخر واعد للبحث عن الحياة على المريخ، إذا كان من الممكن الوصول إلى الخزان. وفي الوقت الحالي، يساعد هذا الاكتشاف في الإجابة على أسئلة حول التاريخ الجيولوجي للكوكب.

قال فاشان رايت، وهو زميل سابق في جامعة كاليفورنيا في بيركلي ويعمل الآن أستاذًا مساعدًا في مؤسسة سكريبس لعلوم المحيطات التابعة لجامعة كاليفورنيا في سان دييجو: “إن فهم دورة المياه على سطح المريخ أمر بالغ الأهمية لفهم تطور المناخ والسطح والداخل. وتتمثل نقطة البداية المفيدة في تحديد مكان وجود المياه وكميتها”.

قام رايت، إلى جانب زملائه مايكل مانجا من جامعة كاليفورنيا في بيركلي وماتياس مورزفيلد من معهد سكريبس لعلوم المحيطات، بتفصيل تحليلهم في ورقة بحثية ستظهر هذا الأسبوع في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.

التقنيات والنظريات: كشف أسرار الجيولوجيا المريخية

استخدم العلماء نموذجًا رياضيًا لفيزياء الصخور، مطابقًا للنماذج المستخدمة على الأرض لرسم خرائط طبقات المياه الجوفية وحقول النفط، لاستنتاج أن البيانات الزلزالية من Insight يمكن تفسيرها بشكل أفضل من خلال طبقة عميقة من الصخور النارية المتشققة المشبعة بالمياه السائلة. الصخور النارية عبارة عن صهارة ساخنة مبردة، مثل الجرانيت في سييرا نيفادا.

قال مانجا، أستاذ علوم الأرض والكواكب في جامعة كاليفورنيا في بيركلي: “إن إثبات وجود خزان كبير من الماء السائل يوفر بعض النافذة على ما كان عليه المناخ أو ما يمكن أن يكون عليه”. “والماء ضروري للحياة كما نعرفها. لا أرى سببًا [the underground reservoir] “إن كوكب المريخ ليس بيئة صالحة للسكنى. وهذا صحيح بالتأكيد على الأرض ــ فالمناجم العميقة تستضيف الحياة، وقاع المحيط يستضيف الحياة. ولم نعثر على أي دليل على وجود حياة على المريخ، ولكننا على الأقل حددنا مكاناً من المفترض أن يكون قادراً من حيث المبدأ على دعم الحياة”.

كان مانجا مستشار رايت في مرحلة ما بعد الدكتوراه. وكان مورزفيلد زميلاً سابقاً في مرحلة ما بعد الدكتوراه في قسم الرياضيات بجامعة كاليفورنيا في بيركلي، وهو الآن أستاذ مشارك في علم الجيوفيزياء في معهد سكريبس لعلوم المحيطات.

أدلة على وجود مياه قديمة وتطور جيولوجي للمريخ

وأشار مانجا إلى أن الكثير من الأدلة ــ قنوات الأنهار، والدلتا، ورواسب البحيرات، فضلاً عن الصخور التي تغيرت بفعل المياه ــ تدعم الفرضية القائلة بأن المياه كانت تتدفق ذات يوم على سطح الكوكب. ولكن تلك الفترة الرطبة انتهت منذ أكثر من ثلاثة مليارات سنة، بعد أن فقد المريخ غلافه الجوي. وقد أرسل علماء الكواكب على الأرض العديد من المجسات والمركبات إلى الكوكب لمعرفة ما حدث لتلك المياه ــ فالمياه المتجمدة في القمم الجليدية القطبية للمريخ لا يمكن أن تفسر كل ذلك ــ وكذلك متى حدث ذلك، وما إذا كانت الحياة موجودة أو كانت موجودة على الكوكب.

وتشير النتائج الجديدة إلى أن كمية كبيرة من الماء لم تتسرب إلى الفضاء، بل تسربت إلى القشرة الأرضية.

أرسلت وكالة ناسا مسبار “إنسايت” إلى المريخ في عام 2018 للتحقيق في القشرة والوشاح والنواة والغلاف الجوي، وسجل معلومات لا تقدر بثمن عن الجزء الداخلي من المريخ قبل انتهاء المهمة في عام 2022.

قال مانجا: “لقد تجاوزت المهمة توقعاتي بشكل كبير. فمن خلال النظر إلى جميع البيانات الزلزالية التي جمعتها مركبة إنسايت، تمكنوا من تحديد سمك القشرة، وعمق النواة، وتركيب النواة، وحتى القليل من درجة الحرارة داخل الوشاح”.

تمكنت المركبة الفضائية إنسايت من رصد زلازل على سطح المريخ تصل شدتها إلى نحو 5 درجات على مقياس ريختر، واصطدامات النيازك وهدير المناطق البركانية، وقد أنتجت جميعها موجات زلزالية سمحت لعلماء الجيوفيزياء باستكشاف الجزء الداخلي من الكوكب.

وقد أشارت دراسة سابقة إلى أن القشرة العليا فوق عمق خمسة كيلومترات تقريباً لا تحتوي على جليد مائي، كما اشتبه مانجا وآخرون. وربما يعني هذا أن المياه الجوفية المتجمدة التي يمكن الوصول إليها خارج المناطق القطبية قليلة للغاية.

وقد قام البحث الجديد بتحليل القشرة العميقة وخلص إلى أن “البيانات المتاحة يمكن تفسيرها بشكل أفضل من خلال القشرة الوسطى المشبعة بالمياه” أسفل موقع إنسايت. وعلى افتراض أن القشرة متشابهة في جميع أنحاء الكوكب، فقد زعم الفريق أنه يجب أن يكون هناك المزيد من المياه في منطقة القشرة الوسطى هذه من “الكميات المقترحة لملء محيطات المريخ القديمة المفترضة”.

لمعرفة المزيد عن هذا الاكتشاف، راجع هل وجدنا للتو ماء سائلاً على المريخ؟ البيانات المذهلة التي قدمتها مركبة إنسايت التابعة لوكالة ناسا.

مرجع: “الماء السائل في القشرة الوسطى للمريخ” 12 أغسطس 2024، وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.
DOI:10.1073/pnas.2409983121

وقد دعم هذا العمل المعهد الكندي للأبحاث المتقدمة، والمؤسسة الوطنية للعلوم، ومكتب الأبحاث البحرية الأمريكي.