وقتی اخترشناسان با تلسکوپ های خود مریخ را رصد می کردند، بعضی وقتها ابرهای شکل گرفته برفراز این سیاره را می دیدند و این مشاهدات دلالت بر این دارد که مریخ دارای جو می باشد. چرا که امکان ندارد سیاره بدون جو ابر داشته باشد. هرچند به دست آوردن طیف جو مریخ دشوار بود و تا چندین دهه هیچ کس نمی دانست که این جو از چه ساخته شده است چند سال بعد فضاپیمای مارنیر4 از کنار مریخ گذشت، اندازه گیری های آن نشان داد که جو مریخ بیش از هر چیز از دی اکسید کربن (CO2) تشکیل شده است. حالا پی بردیم که جو بسیار رقیق مریخ 95,3 درصد از دی اکسید کربن، 2,7 درصد از نیتروژن و مقدار بسیار اندکی هم از گازهای آرگون، اکسیژن، منوکسیدکربن و بخار آب تشکیل شده است.
از آن جایی که جو زمین و مریخ نسبت به نور خورشید شفاف اند، مستقیم از خورشید گرما نمی گیرند. در عوض از پائین و با حرارت گسیل شده از سطح موج های بلندتر فروسرخ گرم می شوند. گازهای گلخانه ای مانند دی اکسید کربن (CO2) و بخار آب (H2O) این طول موج ها را جذب می کنند، حرارت را به دام می اندازند و جو را گرم می نمایند. بدون اثر گلخانه ای میانگین دمای زمین 41 درجه ی سانتی گراد خنک تر از چیزی می شد که امروز هست و کل سیاره ی ما یخ می زد. روی مریخ جو رقیق به بیشترین تابش فروسرخ امکان عبور و فرار به فضا را می دهد. پس اثر گلخانه ای دما را فقط تا حدود 5 درجه ی سانتی گراد افزایش می دهد. می دانیم که جو مریخ در گذشته ی دور غلیظ تر بوده است اثر گلخانه ای هم قوی تر بوده و فشار و دمای جوی به قدری بوده که آب به صورت مایع در سطح مریخ وجود داشته باشد. آتش فشان های از بین رفته ی مریخی عامل پدید آمدن این جو ضخیم و باستانی هستند. روی زمین بیشتر آب ها در اقیانوس ها هستند. نیتروژن N2 که خیلی هم واکنش پذیر نیست هنوز در جو است. هر چند دی اکسیدکربن در آب حل شده پس خیلی وقت پیش باران بیشتر دی اکسید کربن را از جو سیاره ی ما شُسته است. دی اکسید کربن حل شده در رودها و نهرها با سنگ ها واکنش داده و باقی آن هم سرانجام بر بستر اقیانوس ها رسوب کرده و به سنگ های کربناتی همچون سنگ آهک، تبدیل شده است . به این ترتیب بیشتر دی اکسید کربن زمین در پوسته ی آن به دام افتاده است و CO2 بخشی کوچکی از جو زمین را تشکیل می دهد. فعالیت های زمین ساختی موجب می شود که سنگ های کربناتی وارد چرخه ی آتش فشانی شوند و در آنجا بر اثر حرارت و فشار، دی اکسید کربن به دام افتاده شان را رها کنند. این گاز رها شده بعدا دوباره به جو می پیوندند. بدون حضور آتش فشان ها باران به مرور و طی فقط چند سال، تمام CO2 جو را می شوید. ویژگی واقعا یگانه ی جو سیاره ی ما وجود اکسیژن نتیجه ی فعالیت های زیستی و به ویژه فتوسنتز در حیات گیاهی است.
اگر مریخ در 4 میلیارد سال پیش جو ضخیم تری داشت بارش باران بیشتر دی اکسید کربن جو این سیاره را شسته و شاید سنگ های کربناتی پدید می آورد که امروزه دی اکسید کربن درون آنها محبوس است. اگر چنین باشد این سنگ ها ذخایر مهمی از CO2 ابتدایی مریخی اند که از آتش فشان های باستانی آزاد شده اند. فعالیت زمین ساخت صفحه ای در مریخ با سرد شدن سیاره متوقف شده پس سنگ های کربناتی آن مانند روی زمین به چرخه ی آتش فشانی باز نگشتند . وقتی CO2 جوی کاهش پیدا می کند، اثر گلخانه ای روی مریخ نیز ضعیف شده و میانگین دمای این سیاره کاهش می دهد. این کاهش دما موجب فشرده شدن بخار آب بیشتر و تبدیل آن به قطره های آب و بارش آن بر سطح مریخ شده که این باران ها CO2 بیشتری را از جو شسته و اثر گلخانه ای را باز هم کاهش می دهند. پس کاهش دما منجر به کاهش بیشتر دما شده، پدیده ای که گاه به آن پدیده ی سردخانه ای فراری می گویند. از آن جایی که میزان آب در مریخ کاهش یافته پس حتما مقدار آب در گذشته ی این سیاره بیشتر از امروز آن بوده است، شاید به حد کافی بوده که کل سرزمین های پست شمالی را بپوشاند و اقیانوسی پدید بیاورد. وقتی راجع به آب راهه های بزرگ که از ارتفاعات به سرزمین های پست می آیند. شاید آب جاری شده از ارتفاعات جنوبی را به اقیانوس شمالی می رسانده اند. می خوانیم چطور می توانیم این مدل مریخ باستانی را که گرم تر و مرطوب تر از امروز بوده به بوته ی آزمایش بسپاریم؟ اول باید به دنبال سنگ های کربناتی بگردیم که باید زمانی شکل گرفته باشند که جو غلیظ باستانی سرد شد.
فیلیپ کریستنسن از دانشگاه ایالتی آریزونا و همکارانش با آشکار سازهای فروسرخ سوار بر ادیسه ی مریخ به دنبال طیف آشکار چنین سنگ هایی در سطح مریخ گشتند، با وجودی که در غبار مریخی کربنات یافتند هیچ شواهدی از سنگ های کربناتی در هیچ کجای این سیاره یافت نشد. شاید سنگ های کربناتی روی مریخ وجود داشته باشند اما احتمالا چنان زیر غبار پنهان شده اند که از دید ادیسه ی مریخ پنهان ماندند . شاید هم تصویر جوی ضخیم در گذشته ی مریخ نادرست باشد . شاید آتش فشان ها بر مریخ نخستین فقط مقدار کمی دی اکسید کربن و بخار آب آزاد کرده باشند و به این ترتیب مقدار کمی CO2 برای تولید سنگ های کربناتی وجود داشته است. پس چنین جو رقیقی اثر گلخانه ای بسیار ضعیفی به وجود آورده و شاید فشار و دما هیچ وقت آنقدر بالا نبوده که آب به صورت مایع در اندازه های دریا و اقیانوس شکل گرفته باشد. در این مدل، آب مایع فقط در موقعیت های نادر در مریخ وجود داشته است. از سوی سازمان فضایی اروپا فضاپیمای مارسراکسپرس در سال 2003 در مدار قرار گرفت و ابزارهایی دارد که می تواند ساختارهای زیر سطحی مریخ را تا عمق هفت کیلومتر کاوش کند و اندازه گیری های دقیق از ترکیباتی سطح این سیاره انجام بدهد. نتایج این فضاپیما اطلاعات دقیقی از زمان وجود آب در مریخ به شما خواهد داد.
گردآورنده : نیلوفر ترکزاده
منابع
1: کتاب شناخت عالم ترجمه ی شهاب صقری
2:What is the Atmosphere Like on Mars? – Universe Today
https://www.universetoday.com/22587/atmosphere-of-mars/
3: cnes | La planète Mars
https://cnes.fr/fr/la-planete-mars
