در حالی که دانشمندان تا حد زیادی از ظاهر سطح مریخ آگاه هستند، اما ترکیب دقیق آن همواره معمایی بزرگ بوده است. شناخت دقیق آنچه این سیاره سرخ را تشکیل می‌دهد، می‌تواند پرده از تاریخچه‌های پنهان آن بردارد و دیدگاه‌های جدیدی درباره تحولات زمین‌شناختی و احتمال وجود حیات در گذشته آن ارائه دهد. این ابهامات همواره کنجکاوی محققان را برای کاوش‌های عمیق‌تر در سیارات همسایه ما برانگیخته است.
اکنون، تیم‌هایی از دانشمندان معتقدند که موفق به کشف یک کانی کاملاً جدید بر روی مریخ شده‌اند. این کشف از طریق بررسی لایه‌ای غیرعادی از سولفات آهن که دارای امضای طیفی منحصربه‌فردی است، صورت گرفته است. این یافته نه تنها به پازل ترکیبات مریخ اضافه می‌کند، بلکه می‌تواند سرنخ‌های حیاتی در مورد فرآیندهای زمین‌شناسی پویایی که شکل‌دهنده این سیاره بوده‌اند، ارائه دهد. این امر به نوبه خود، پتانسیل کشف محیط‌های مساعد برای حیات در گذشته را افزایش می‌دهد.
این کشف مهم، چشم‌اندازهای جدیدی را برای مطالعه‌ی سیاره‌شناسی باز می‌کند. اگر این کانی واقعاً جدید باشد و بتواند اطلاعات بیشتری درباره شرایط باستانی مریخ فاش کند، می‌تواند رویکردهای ما را در جستجوی آب و نشانه‌های حیات دگرگون سازد. هرچه بیشتر در مورد گذشته‌ی مریخ بدانیم، بهتر می‌توانیم آینده‌ی کاوش‌های فضایی را برنامه‌ریزی کنیم و به درک عمیق‌تری از جایگاه زمین در منظومه شمسی دست یابیم.
تصویری از مدارگرد شناسایی مریخ ناسا، منطقه آرام کاوس (Aram Chaos) را نشان می‌دهد.
کشف کانی جدید: یک نشانه کلیدی در مریخ
در مقاله‌ای که در تاریخ ۵ آگوست در ژورنال Nature Communications منتشر شد، اخترزیست‌شناسان به سرپرستی دکتر جنیس بیشاپ از مؤسسه SETI، به توصیف کشف یک ترکیب هیدروکسی‌سولفات فریک غیرعادی در اطراف دره مارینریس پرداختند. دره مارینریس یک شکاف عظیم است که در امتداد خط استوای مریخ قرار دارد و از دیرباز به عنوان منطقه‌ای با پتانسیل وجود آب در گذشته شناخته شده است. این ناحیه به دلیل ویژگی‌های زمین‌شناختی منحصربه‌فردش، همواره مورد توجه محققان بوده است.
این کانی جدید که غنی از آهن است، دارای یک امضای طیفی متمایز است که آن را از سایر کانی‌های شناخته‌شده بر روی مریخ متمایز می‌کند. شناسایی این امضای خاص، به دانشمندان اجازه داد تا وجود این ترکیب را تأیید کنند و آن را از دور، از طریق داده‌های مداری تشخیص دهند. این رویکرد، توانایی ما را در شناسایی ترکیبات شیمیایی پیچیده در سیارات دوردست، حتی بدون نیاز به نمونه‌برداری فیزیکی، بهبود می‌بخشد.
کشف این کانی در منطقه‌ای که زمانی محل جریان آب بوده است، سرنخ‌های وسوسه‌کننده‌ای را در مورد چگونگی و نوع نیروهای طبیعی که سطح این سیاره را شکل داده‌اند، ارائه می‌دهد. این یافته می‌تواند به ما کمک کند تا بفهمیم آیا مریخ در گذشته شرایطی را برای شکوفایی حیات میکروبی داشته است یا خیر. این خود یک گام مهم در جستجوی حیات فرازمینی محسوب می‌شود و به ما نشان می‌دهد که مریخ ممکن است گذشته‌ای بسیار پویاتر از آنچه قبلاً تصور می‌کردیم، داشته باشد.
نشانه‌هایی از آب و فعالیت‌های آتشفشانی در گذشته مریخ
گوگرد، عنصری که هم در مریخ و هم در زمین فراوان است، اغلب با سایر عناصر ترکیب شده و کانی‌هایی به شکل سولفات تشکیل می‌دهد. این کانی‌ها به راحتی در آب حل می‌شوند. با این حال، برخلاف زمین که سولفات‌ها به دلیل چرخه‌های آب و فرسایش مداوم دچار تغییر و تحول می‌شوند، مریخ دارای آب و هوای خشک و دائمی است. این بدان معناست که سولفات‌های تشکیل شده در گذشته ممکن است از زمانی که سیاره آب خود را از دست داده است، بر روی سطح باقی مانده باشند و به این ترتیب، اطلاعات ارزشمندی درباره تاریخ اولیه مریخ در خود حفظ کرده باشند.
تیم تحقیقاتی به بررسی مناطق غنی از سولفات در نزدیکی دره مارینریس پرداختند. آنها توجه ویژه‌ای به مناطقی داشتند که “شامل باندهای طیفی مرموزی بودند که از داده‌های مداری مشاهده می‌شدند، و همچنین دارای سولفات‌های لایه‌ای و زمین‌شناسی جذاب بودند،” آن‌گونه که بیشاپ در بیانیه‌ای توضیح داد. این نواحی به عنوان کپسول‌های زمانی عمل می‌کنند که شرایط محیطی میلیون‌ها و حتی میلیاردها سال پیش را فریز کرده‌اند.
در یکی از این مناطق، آنها ذخایر لایه‌ای از پلی‌هیدرات سولفات‌ها را کشف کردند، که در زیر آنها مونوهیدرات‌ها و هیدروکسی‌سولفات‌های فریک قرار داشتند. این لایه‌بندی به دانشمندان اجازه می‌دهد تا توالی رویدادهای زمین‌شناختی را بازسازی کنند و درک بهتری از نحوه تشکیل و تکامل این کانی‌ها در طول زمان به دست آورند. این ساختار لایه‌ای، مانند صفحات یک کتاب، تاریخ زمین‌شناسی مریخ را روایت می‌کند.
دانشمندان سعی کردند این شرایط را در آزمایشگاه بازسازی کنند. آنها دریافتند که ترکیب هیدروکسی‌سولفات فریک مشاهده شده در مریخ تنها در حضور اکسیژن و در دماهای بالا می‌توانسته تشکیل شود. علاوه بر این، واکنشی که این ترکیب را تولید می‌کند، آب نیز تولید می‌کند. این شواهد قویاً نشان می‌دهد که سولفات‌ها از فعالیت‌های آتشفشانی تشکیل شده‌اند؛ فرآیندی که نه تنها آب آزاد می‌کند، بلکه محیطی گرم و غنی از اکسیژن را فراهم می‌آورد که برای تشکیل این کانی خاص ضروری است. این موضوع به ما نشان می‌دهد که مریخ در گذشته‌ای دور، از نظر زمین‌شناختی بسیار فعال‌تر و پیچیده‌تر بوده است.
داستان پویایی سطح مریخ: فراتر از آنچه می‌دانستیم
این یافته‌ها در مورد کانی‌های جدید و شرایط تشکیل آنها، دیدگاه‌های ما را درباره پویایی سطح مریخ به چالش می‌کشد. پیش از این، بسیاری از دانشمندان تصور می‌کردند که مریخ پس از از دست دادن اتمسفر و آب خود، به یک سیاره نسبتاً غیرفعال تبدیل شده است. اما کشف این کانی جدید که نیاز به شرایط خاص و پرانرژی برای تشکیل دارد، نشان می‌دهد که فعالیت‌های زمین‌شناختی، از جمله آتشفشانی، ممکن است برای مدت زمان طولانی‌تری نسبت به آنچه قبلاً فکر می‌کردیم، ادامه داشته‌اند و نقش مهمی در شکل‌گیری ویژگی‌های سطحی این سیاره ایفا کرده‌اند.
نقش انستیتوی SETI و تیم جنیس بیشاپ در این پژوهش پیشگامانه بسیار حیاتی است. این تیم با استفاده از داده‌های مداری و تحلیل‌های طیفی دقیق، توانستند این امضای منحصربه‌فرد را شناسایی کرده و سپس با شبیه‌سازی شرایط مریخ در آزمایشگاه، به درک عمیق‌تری از فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی پشت این پدیده دست یابند. این همکاری بین تحقیقات مداری و آزمایشگاهی، نمونه‌ای عالی از چگونگی پیشرفت علم سیاره‌شناسی است.
کشف هیدروکسی‌سولفات فریک، فراتر از صرفاً شناسایی یک ماده جدید، می‌تواند به ما کمک کند تا چگونگی تعامل آب و سنگ در مریخ باستان را بهتر درک کنیم. اگر آب به واسطه فعالیت‌های آتشفشانی در دسترس بوده باشد، این امر می‌تواند مناطق خاصی را در مریخ به کانون‌هایی برای جستجوی نشانه‌های حیات باستانی تبدیل کند. این پویایی زمین‌شناختی، احتمال وجود چشمه‌های آب گرم یا مناطق هیدروترمال را مطرح می‌کند که می‌توانند پناهگاهی برای حیات میکروبی باشند، حتی در شرایط ظاهراً نامساعد مریخ امروزی.
اهمیت کانی‌های سولفات در درک تاریخ باستانی مریخ
مطالعه کانی‌های سولفات، ابزاری قدرتمند برای رمزگشایی تاریخچه آب در مریخ است. از آنجا که این کانی‌ها به راحتی در حضور آب تشکیل می‌شوند و در محیط‌های خشک مریخ به خوبی حفظ شده‌اند، مانند فسیل‌هایی شیمیایی عمل می‌کنند که اطلاعاتی بی‌نظیر درباره محیط‌های آبی گذشته این سیاره در خود دارند. بررسی دقیق ترکیب و ساختار این سولفات‌ها می‌تواند به ما بگوید که آب در چه دماهایی، با چه ترکیباتی و برای چه مدت زمانی وجود داشته است.
مقایسه مریخ با زمین در این زمینه بسیار روشنگر است. در زمین، چرخه آب فعال و فرسایش مداوم باعث می‌شود که کانی‌های تشکیل شده در حضور آب به سرعت تغییر کرده یا از بین بروند. اما در مریخ، به دلیل نبود فرسایش گسترده و خشکی مداوم، این کانی‌ها به عنوان کپسول‌های زمانی دست‌نخورده باقی مانده‌اند. این تفاوت، مریخ را به آزمایشگاهی طبیعی برای مطالعه فرآیندهای زمین‌شیمیایی در مقیاس‌های زمانی طولانی تبدیل کرده است.
این کشف همچنین دروازه‌های جدیدی را برای شناسایی سایر کانی‌های ناشناخته بر روی مریخ باز می‌کند. با بهبود تکنیک‌های شناسایی طیفی و تحلیل داده‌های مداری، دانشمندان می‌توانند به دنبال امضاهای شیمیایی دیگری باشند که نشان‌دهنده وجود کانی‌های جدید و فرآیندهای ناشناخته در گذشته مریخ باشند. هر کشف جدید، یک قطعه دیگر از پازل پیچیده تاریخ مریخ را تکمیل می‌کند و به ما در درک تکامل سیارات سنگی کمک می‌کند.
آیا مریخ زمانی میزبان حیات بوده است؟ جستجوی شواهد
یکی از هیجان‌انگیزترین ابعاد کشف این کانی جدید، ارتباط بالقوه آن با جستجوی حیات در مریخ است. وجود آب و فعالیت‌های آتشفشانی، به ویژه تولید آب در فرآیند تشکیل این کانی، محیط‌هایی را پیشنهاد می‌کند که می‌توانند برای حیات میکروبی مساعد بوده باشند. در زمین، مناطق هیدروترمال و آتشفشانی اغلب محل‌های اصلی تجمع حیات هستند، حتی در شرایط سخت و بدون نور خورشید.
این یافته‌ها، مأموریت‌های آینده به مریخ را به سمت مناطقی خاص هدایت می‌کنند که پتانسیل بیشتری برای یافتن نشانه‌های حیات باستانی دارند. تمرکز بر دره مارینریس و مناطق مشابه آن، می‌تواند به برنامه‌ریزی مأموریت‌های نمونه‌برداری و بازگشت به زمین، یا تحلیل‌های دقیق‌تر درجا توسط کاوشگرها کمک کند. جمع‌آوری نمونه‌های فیزیکی از این کانی‌های جدید و بررسی آنها در آزمایشگاه‌های زمینی، می‌تواند شواهد قطعی‌تری درباره قابلیت سکونت‌پذیری مریخ در گذشته ارائه دهد.
در نگاهی گسترده‌تر، این کشف از اهمیت بالایی در زمینه اخترزیست‌شناسی برخوردار است. هرچه بیشتر در مورد شرایط محیطی گذشته مریخ بدانیم، بهتر می‌توانیم مدل‌هایی را توسعه دهیم که احتمال وجود حیات در سایر سیارات فراخورشیدی را پیش‌بینی می‌کنند. مریخ به عنوان نزدیک‌ترین همسایه ما، یک آزمایشگاه طبیعی برای درک اصول عمومی حیات در جهان است و هر سرنخ جدیدی به این درک عمیق‌تر کمک می‌کند.
چالش‌ها و افق‌های آینده در مطالعه مریخ
با وجود هیجان‌انگیز بودن این کشف، چالش‌هایی نیز وجود دارد. بیشاپ اشاره کرد: “ماده‌ای که در این آزمایشات آزمایشگاهی تشکیل شد، به دلیل ساختار بلوری منحصربه‌فرد و پایداری حرارتی آن، به احتمال زیاد یک کانی جدید است. با این حال، دانشمندان باید آن را بر روی زمین نیز پیدا کنند تا به طور رسمی به عنوان یک کانی جدید شناخته شود.” این فرآیند شناسایی رسمی نیازمند یافتن نمونه‌های طبیعی این کانی بر روی سیاره خودمان است، که می‌تواند تأییدی حیاتی برای این یافته مریخی باشد.
پیشرفت‌های تکنولوژیکی، به ویژه داده‌های جمع‌آوری شده توسط مدارگردهای شناسایی مریخ ناسا، نقش کلیدی در امکان‌پذیری این اکتشافات داشته‌اند. این مدارگردها با ابزارهای پیشرفته طیف‌سنجی خود، قادر به شناسایی امضاهای شیمیایی از فواصل دور هستند، که بدون آنها، این کشف هرگز ممکن نمی‌شد. این ابزارها به ما اجازه می‌دهند تا به طور مداوم سطح مریخ را نقشه‌برداری کنیم و ناهنجاری‌هایی را که شایسته بررسی دقیق‌تر هستند، شناسایی کنیم.
معماهای مریخ همچنان ادامه دارند و هر کشف جدید، سؤالات بیشتری را مطرح می‌کند. این کانی جدید تنها یک بخش از تصویر بزرگتر است، و هنوز بسیاری از فرآیندهای زمین‌شناختی و شیمیایی که سطح مریخ را شکل داده‌اند، ناشناخته باقی مانده‌اند. با این حال، این کشف اخیر، شوق و اشتیاق برای تحقیقات آینده و مأموریت‌های اکتشافی را افزایش می‌دهد، و ما را یک گام به درک کامل گذشته و پتانسیل آینده این سیاره همسایه نزدیکمان نزدیک‌تر می‌کند.
در نهایت، این اکتشاف نه تنها بینش‌های جدیدی درباره گذشته زمین‌شناختی مریخ ارائه می‌دهد، بلکه به طور فزاینده‌ای به ما نشان می‌دهد که سیاره سرخ، بسیار پیچیده‌تر و پویاتر از آن چیزی است که قبلاً تصور می‌شد. هر ذره از این خاک بیگانه می‌تواند داستان‌های ناگفته‌ای از تحولات کیهانی و شاید حتی نشانه‌هایی از حیات باستانی را در خود پنهان کرده باشد.
منبع مقاله: https://gizmodo.com/scientists-think-they-have-found-a-brand-new-mineral-on-mars-2000640335
