سطح مریخ، با رنگ قرمز و مناظر چشمگیرش، مدت‌هاست که موضوع کنجکاوی و تحقیقات علمی بوده است. از طریق ماموریت‌های بی‌شمار مداری و مریخ‌نوردهای زمینی، دانشمندان به درک خوبی از توپوگرافی این سیاره دست یافته‌اند؛ از کوه‌های عظیم آتشفشانی گرفته تا دره‌های عمیق و دشت‌های گسترده. ما می‌دانیم که قطب‌های آن پوشیده از یخ هستند و شواهدی از جریان آب باستانی در سراسر سطح آن پراکنده است. با این حال، با وجود این حجم از داده‌ها، ترکیب دقیق مواد معدنی تشکیل‌دهنده پوسته مریخ هنوز یک معمای بزرگ است.
کشف کانی‌های جدید، مانند قطعات یک پازل کیهانی، می‌تواند به ما در بازسازی تاریخ زمین‌شناسی و آب‌وهوایی این سیاره کمک کند. این کانی‌ها نه تنها سرنخ‌هایی از فرآیندهای آتشفشانی و فعالیت‌های تکتونیکی گذشته ارائه می‌دهند، بلکه می‌توانند اطلاعات حیاتی درباره پتانسیل وجود حیات در گذشته مریخ فاش سازند. هر کشف جدید، لایه‌ای دیگر از رازهای سیاره سرخ را کنار می‌زند و درک ما را از نحوه تکامل سیارات سنگی در منظومه شمسی عمیق‌تر می‌کند.
به تازگی، گروهی از دانشمندان معتقدند که موفق به شناسایی یک کانی کاملاً جدید در مریخ شده‌اند که می‌تواند درک ما را از دینامیک سطح این سیاره متحول کند. این کشف از طریق تجزیه و تحلیل یک لایه غیرمعمول از سولفات آهن صورت گرفته که دارای امضای طیفی منحصربه‌فردی است. این امر به ویژه از آن جهت حائز اهمیت است که چنین کشف‌هایی می‌توانند به ما در پاسخ به یکی از بزرگترین پرسش‌های بشریت کمک کنند: آیا ما در این جهان تنها هستیم؟ بررسی ترکیبات شیمیایی و ساختارهای بلوری کانی‌ها در سیارات دیگر، دیدگاهی بی‌نظیر درباره گذشته‌های باستانی آن‌ها و شرایطی که ممکن است حیات را در خود جای داده باشند، ارائه می‌دهد.
کشف شگفت‌انگیز در واله مارینریس
این کشف مهم در مقاله‌ای که در تاریخ ۵ اوت در مجله “Nature Communications” منتشر شد، توسط ستاره‌زیست‌شناسان به رهبری “جانیس بیشاپ” از موسسه SETI تشریح شده است. آن‌ها یک ترکیب غیرمعمول از هیدروکسی‌سولفات آهن‌دار را در اطراف منطقه “واله مارینریس” (Valles Marineris)، یک شکاف عظیم که در امتداد خط استوای مریخ قرار دارد، کشف کرده‌اند. واله مارینریس نه تنها بزرگترین دره شناخته شده در منظومه شمسی است که طولی به اندازه قاره ایالات متحده دارد، بلکه یکی از جذاب‌ترین مناطق برای مطالعه تاریخ آب در مریخ محسوب می‌شود. وسعت و عمق این دره، که به نظر می‌رسد توسط فرآیندهای آبی در طول میلیاردها سال شکل گرفته، آن را به یک آزمایشگاه طبیعی برای بررسی شرایط گذشته سیاره تبدیل کرده است.
دانشمندان مدت‌هاست که گمان می‌کنند این منطقه زمانی محل جریان‌های آب بوده و شواهدی از رسوبات لایه‌ای و شبکه‌های دره‌ای در آن دیده می‌شود که نشان‌دهنده فعالیت‌های هیدرولوژیکی گسترده در گذشته است. کشف این کانی جدید در چنین منطقه‌ای می‌تواند سرنخ‌های وسوسه‌انگیزی درباره چگونگی و نوع نیروهای طبیعی که سطح سیاره را شکل داده‌اند، ارائه دهد. این موضوع به ویژه برای درک پویایی زمین‌شناسی مریخ و همچنین پتانسیل وجود حیات در گذشته این سیاره، از اهمیت بالایی برخوردار است. ترکیب شیمیایی و ساختار این کانی می‌تواند اطلاعاتی در مورد شرایط محیطی گذشته، از جمله دما، فشار و ترکیب شیمیایی آب‌های موجود، به دست دهد که همه اینها برای ارزیابی امکان‌پذیری حیات میکروبی در گذشته ضروری هستند. این کشف نه تنها بر غنای کانی‌شناسی مریخ می‌افزاید، بلکه تحقیقات آینده را به سمت بررسی دقیق‌تر فرآیندهای ژئوشیمیایی که منجر به تشکیل چنین کانی‌هایی در شرایط سخت مریخی شده‌اند، سوق می‌دهد.
نقش سولفات‌ها در تاریخ مریخ
گوگرد، عنصری رایج در هر دو سیاره مریخ و زمین، اغلب با سایر عناصر ترکیب می‌شود و کانی‌هایی به شکل سولفات‌ها را تشکیل می‌دهد. این کانی‌ها به راحتی در آب حل می‌شوند و در زمین، چرخه آبی و فرسایش، آن‌ها را به طور مداوم تغییر شکل می‌دهد و به طور مداوم کانی‌های جدیدی را شکل می‌دهند. این چرخه دینامیک، درک تاریخ زمین‌شناسی زمین را چالش‌برانگیزتر می‌کند، زیرا شواهد قدیمی‌تر به مرور زمان محو می‌شوند. با این حال، مریخ برخلاف زمین، دارای آب و هوای خشک و دائمی است. میلیون‌ها سال است که سطح این سیاره نسبتاً دست‌نخورده باقی مانده است، به این معنی که فرسایش آبی که در زمین معمول است، در مریخ به حداقل رسیده است.
این بدان معناست که سولفات‌های موجود در سطح مریخ ممکن است از زمانی که این سیاره آب خود را از دست داده است، بدون تغییر باقی مانده باشند. این ویژگی منحصر به فرد، سولفات‌های مریخی را به کپسول‌های زمان زمین‌شناسی تبدیل می‌کند که می‌توانند اطلاعات مهمی درباره تاریخ اولیه و محیط گذشته مریخ را در خود حفظ کرده باشند. مطالعه این کانی‌ها به دانشمندان اجازه می‌دهد تا نگاهی عمیق به شرایط گذشته سیاره داشته باشند، از جمله اینکه آیا زمانی آب مایع به وفور وجود داشته است یا خیر، و اینکه محیط در آن زمان چقدر اسیدی یا قلیایی بوده است. آن‌ها می‌توانند به ما بگویند که چه زمانی آب از سطح مریخ ناپدید شده و چه فرآیندهای شیمیایی در آن زمان غالب بوده‌اند. از این رو، هر کشف مرتبط با سولفات‌ها در مریخ، گامی مهم در جهت رمزگشایی از گذشته پیچیده این سیاره و درک پتانسیل آن برای میزبانی از حیات در میلیاردها سال پیش است. این تحقیقات نه تنها جنبه‌های زمین‌شناسی مریخ را روشن می‌کنند، بلکه پیامدهایی برای جستجوی حیات در سایر سیارات و قمرهای منظومه شمسی نیز دارند.
شرایط شکل‌گیری کانی جدید
محققان برای کشف این کانی جدید، مناطق غنی از سولفات‌ها در نزدیکی واله مارینریس را با دقت بررسی کردند. آن‌ها به ویژه به مناطقی توجه داشتند که «شامل نوارهای طیفی مرموز دیده شده از داده‌های مداری، و همچنین سولفات‌های لایه‌ای و زمین‌شناسی جذاب» بودند، همانطور که “بیشاپ” در بیانیه‌ای توضیح داد. این نوارهای طیفی، مانند اثر انگشت‌های شیمیایی هستند که می‌توانند هویت کانی‌ها را حتی از راه دور آشکار سازند و به دانشمندان اجازه می‌دهند تا بدون نیاز به نمونه‌برداری مستقیم، ترکیب سطوح سیاره‌ای را شناسایی کنند. در یکی از این مناطق، آن‌ها رسوبات لایه‌ای از پلی‌هیدرات سولفات‌ها را کشف کردند که در زیر آن‌ها، لایه‌هایی از مونوهیدرات‌ها و هیدروکسی‌سولفات‌های آهن‌دار قرار داشتند. این چیدمان لایه‌ای، خود به تنهایی نشان‌دهنده فرآیندهای پیچیده زمین‌شناسی و تغییرات محیطی در طول زمان است، که احتمالاً شامل دوره‌های متناوب خیس شدن و خشک شدن و همچنین فعالیت‌های حرارتی می‌شده است.
برای تأیید و درک بهتر ترکیب و ویژگی‌های این کانی، تیم تحقیقاتی تلاش کرد تا آن را در آزمایشگاه بازسازی کند. این فرآیند، شبیه‌سازی شرایط محیطی مریخ با استفاده از مواد و ترکیبات مشابه بود. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که هیدروکسی‌سولفات آهن‌دار مشاهده شده در مریخ، تنها در حضور اکسیژن و در دماهای بالا می‌توانسته شکل بگیرد. این یک یافته مهم است، زیرا نشان می‌دهد مریخ در زمان تشکیل این کانی، دارای اتمسفری با مقدار کافی اکسیژن بوده است، یا اینکه فرآیندهای خاصی باعث تولید موضعی اکسیژن شده‌اند. نکته قابل توجه دیگر این است که واکنش شیمیایی لازم برای تولید این ترکیب، آب نیز تولید می‌کند. این موضوع، ارتباط تنگاتنگی بین تشکیل این کانی و وجود آب در مریخ برقرار می‌کند.
علاوه بر این، دمای بالای مورد نیاز برای تشکیل این کانی، دانشمندان را به این سمت سوق می‌دهد که سولفات‌ها از فعالیت‌های آتشفشانی در گذشته مریخ ناشی شده‌اند. فرآیندهای آتشفشانی می‌توانسته‌اند دماهای بالا و شرایط شیمیایی لازم برای این سنتز شیمیایی را فراهم کنند، از جمله انتشار گازهای گوگردی که می‌توانند با آب واکنش داده و سولفات‌ها را تشکیل دهند. ساختار و ویژگی‌های حرارتی این ماده آزمایشگاهی به قدری منحصر به فرد است که نشان می‌دهد این یک کانی کاملاً جدید است که تا به حال نه در مریخ و نه بر روی زمین شناسایی نشده بود. این ویژگی‌های بی‌سابقه، آن را از سایر کانی‌های سولفاتی شناخته شده متمایز می‌کند و نیاز به تحقیقات بیشتر برای درک کامل خواص آن را ایجاب می‌کند.
این کشف، نه تنها به فهرست بلندبالای کانی‌های شناخته شده در مریخ یک مورد جدید اضافه می‌کند، بلکه پنجره‌ای تازه به پویایی زمین‌شناسی سیاره سرخ باز می‌کند. اگرچه مریخ امروزه یک سیاره سرد و خشک است، اما این یافته‌ها قویاً نشان می‌دهند که در گذشته، فعالیت‌های آتشفشانی و فرآیندهای آبی نقش مهمی در شکل‌دهی سطح آن داشته‌اند و محیط آن بسیار فعال‌تر از آن چیزی بوده که قبلاً تصور می‌شد. این پویایی‌ها می‌توانسته‌اند منجر به ایجاد شرایطی شوند که برای آغاز یا تداوم حیات میکروبی مناسب بوده‌اند. همانطور که “بیشاپ” اشاره کرد، “ماده‌ای که در این آزمایش‌های آزمایشگاهی تشکیل شد، به دلیل ساختار بلوری و پایداری حرارتی منحصر به فردش، احتمالاً یک کانی جدید است.” با این حال، برای شناسایی رسمی آن به عنوان یک کانی جدید، دانشمندان باید آن را بر روی زمین نیز پیدا کنند. این مرحله بعدی و حیاتی در فرآیند تأیید علمی است که اطمینان می‌دهد این کشف فقط یک artifact آزمایشگاهی نیست، بلکه یک جزء طبیعی و واقعی از عالم است. کشف نمونه‌های زمینی مشابه، می‌تواند به کالیبراسیون بهتر ابزارهای فضایی و درک عمیق‌تر از فرآیندهای تشکیل کانی در شرایط سیاره‌ای مختلف کمک کند. این کشف‌های پی در پی، نه تنها درک ما را از مریخ عمیق‌تر می‌کنند، بلکه به ما کمک می‌کنند تا در جستجوی حیات فرازمینی و تاریخچه تکامل سیارات، گام‌های محکم‌تری برداریم و سؤالات جدیدی را برای کاوش‌های آینده مطرح سازیم.
منبع: Scientists Think They Have Found a Brand-New Mineral on Mars
