مریخ و ابرسفید در آسمانش

 

ابر سفید در آسمان نارنجی، سایه‌ی سیاه بر سطح سرخ

ابرهای سیاره سرخ بر خلاف پیش‌بینی‌های قبلی می‌توانند روی آن سایه بیاندازند. این یافته‌ نشان می‌دهد که ابرهای مریخ می‌توانند تاثیر زیادی در اقلیم سیاره داشته باشند.

مریخ، سیاره‌ای خشک است؛ آن‌قدر خشک که فضانوردانی که در آینده نه‌چندان دور بر سطح سیاره سرخ قدم می‌نهند، هیچ شانسی برای دراز کشیدن روی خاک و تماشای ابرهای سفید رنگ در آسمان نارنجی این سیاره ندارند. اما نتایج تحقیقات جدید نشان می‌دهد ابرهایی در ارتفاع‌های بالای جو مریخ وجود دارند که روی سطح سیاره سرخ سایه می‌اندازند. این نتایج را ابزار طیف‌نگار نقشه‌بردار معدن‌شناسی در نور مریی و فروسرخ، OMEGA، مستقر بر مریخ‌گرد مارس اکسپرس بدست آورده است.

این تصاویر، ابری از بلورهای یخ‌زده دی‌اکسید کربن را نشان می‌دهد که در ارتفاع بالای جو مریخ و بر فراز منطقه استوایی سیاره سرخ ثبت شده‌اند. سایه این ابرها را می‌توان روی سطح سیاره تشخیص داد که به‌دور حلقه یک گودال برخوردی گسترده شده است.

دانشمندان تا پیش‌از این می‌دانستند که در برخی نواحی سردتر مریخ، مانند دامنه‌های آتشفشان‌های مرتفع، ابرهایی از یخ آب تشکیل می‌شوند. آنان هم‌چنین به شواهدی پیرامون وجود ابرهایی رقیق از بلورهای دی‌اکسید کربن یخ‌زده در ارتفاع‌های بالاتر جو مریخ دست یافته بودند. البته انتظار هم می‌رفت که چنین ابرهایی وجود داشته باشند، چراکه بیشتر جو رقیق مریخ از دی‌اکسید کربن تشکیل شده و دمای سیاره سرخ اغلب به پایین‌تر از دمای انجماد این گاز می‌رسد. اما گروهی از دانشمندان فرانسوی موفق شده‌اند نه‌تنها وجود این ابرهای یخ خشک را اثبات کنند، که نشان دهند بعضی وقت‌ها این ابرها آن‌قدر بزرگ و چگال هستند که سایه‌های کاملا تاریکی را روی سطح غبارآلود این سیاره ایجاد می‌کنند.

فرانک مونت‌مسین، سیاره‌شناس گروه هواشناسی دانشگاه ورسای (UVSQ) و عضو این گروه تحقیقاتی فرانسوی می‌گوید: "این نخستین باری است که چنین ابرهایی از یخ خشک را از بالا تشخیص داده‌ایم. اهمیت این کشف در این است که ما توانسته‌ایم بزرگی و چگالی آنها را نیز اندازه‌گیری کنیم. تا پیش از این، فقط می‌توانستیم بر داده‌های غیرمستقیم تکیه کنیم، مانند داده‌های ارسالی طیف‌نگار جوی فرابنفش و فروسرخ مارس‌اکسپرس، SPICAM که نشان داد ابرهای موجود در ارتفاع‌های بالای جو مریخ ضخامت زیادی ندارند و از ذرات بسیار کوچکی تشکیل شده‌اند".

اما اطلاعات ارسالی OMEGA نشان می‌دهد ابرهای یخ خشک کاملا متفاوتند. این ابرها در ارتفاع بسیار بالایی از جو مریخ تشکیل می‌‌شوند و ۸۰ کیلومتر با سطح سیاره فاصله دارند؛ جالب‌تر این است که این ابرها می‌توانند تا صدها کیلومتر گسترده شوند و بسیار ضخیم‌تر از دیگر ابرهای دیده شده در مریخ باشند. این‌ها بیش از آن‌که شبیه به ابرهای نسبتا نازک یخ آب در زمین باشند، ابرهای بلند همرفتی را تداعی می‌کنند که در نتیجه ستون‌های بالارونده هوای گرم تشکیل می‌شوند.

ابرهای مریخی از دید مریخ‌نورد فرصت

این ابرهای یخ خشک از ذرات بسیار بزرگی تشکیل شده‌اند که قطر آنها بیش‌از یک میکرون است؛ یعنی یک‌هزارم میلی‌متر، و آن‌قدر فشرده‌اند که می‌توانند نور خورشید را به‌شدت کاهش دهند و افت درخشندگی محسوسی را پدید آورند. ابرهای ثبت‌شده در تصاویر OMEGA می‌توانند نور خورشید را تا چهل درصد کاهش دهند و بنابراین، سایه‌ای کاملا مشخص را روی مریخ پدید می‌آورند. محاسبات نشان می‌دهد چنین سایه‌ای، تاثیر مهمی در تغییرات محلی دمای مریخ دارد و می‌تواند تا ۱۰ درجه سانتی‌گراد اختلاف دما بین سایه و نواحی اطراف ایجاد کند. این اختلاف دما می‌تواند گردش هوا و وزش باد را تحت تاثیر قرار دهد.

در حالت عادی، ذراتی در این ابعاد در جو فوقانی مریخ تشکیل نمی‌شوند یا اگر تشکیل شوند، خیلی دوام نمی‌آورند و سریع به سطح مریخ باز می‌گردند. اما این ابرها اغلب در نواحی استوایی مریخ دیده شده‌اند و دانشمندان حدس می‌زنند شکل دور از انتظار این ابرها و ابعاد درشت ذرات یخ، در نتیجه تغییرات شدید دمای مریخ در نزدیکی نواحی استوایی به‌وجود آمده باشد.

دمای نسبتا بالای مریخ در روز و دمای سرد آن در شب ، هر روز امواج بزرگی را در جو پدید می‌آورد. بنابراین شرایط همرفت‌های بزرگ‌مقیاس در این سیاره فراهم است، بخصوص زمانی که آفتاب طلوع می‌کند و خورشید، سطح سرد مریخ را گرم می‌کند. حباب‌های هوای گرم، آرام آرام صعود می‌کنند و وقتی به ارتفاع‌های بالاتر می‌رسند، به‌قدری سرد می‌شوند که ذرات دی‌اکسید کربن دچار چگالش می‌شوند. در این فرآیند، گرمای نهان انجماد آزاد می‌شود که سبب می‌شود ذرات گاز و یخ به ارتفاع‌های بالاتری صعود کنند.

اما توضیح بسیاری از مشکلات را حل می‌کند؛ اما در این فرآیند یک جای خالی وجود دارد، این‌که بلورهای یخ خشک حول چه ذراتی تشکیل می‌شوند. در زمین، قطرات ابر حول ذرات ریز معلق در هوا مانند ذرات غبار یا نمک تشکیل می‌شوند. اما در مریخ چه ذراتی این نقش را بر عهده دارند؟ دانشمندان هنوز پاسخ این پرسش را نمی‌دانند. شاید ذرات غبار مریخ به‌نحوی به ارتفاع‌های بالاتر می‌رسند. یک گزینه احتمالی دیگر، می‌تواند ذرات برجامانده از ورود ریزشهابواره‌ها به جو فوقانی سیاره سرخ باشد. شاید هم این این هسته‌های چگالش، بلورهای ریز یخ آب باشند که در جریان همرفت هوای گرم به ارتفاعات بالا صعود کرده باشند.

مدل‌های تکامل سیاره مریخ، پیش‌بینی می‌کنند که در گذشته دور، این سیاره بسیار گرم‌تر بوده است که عامل این گرمایش، اثر گلخانه‌ای ابرهای دی‌اکسید کربن بوده است. سیاره‌شناسان امیدوارند با بررسی ابرهای جدید، بتوانند بسیاری از اسرار گذشته مریخ را آشکار کنند.