اكتشافات جديدة عن مياه قديمة على المريخ

اكتشافات جديدة حول المياه على المريخ

كشف معدن عالق داخل نيزك مريخي سقط على الأرض عن آثار مياه على المريخ تعود إلى 4.45 مليار سنة، وفقاً لبحث جديد. قد تحتوي حبة الزركون على أقدم دليل مباشر على وجود مياه ساخنة قديمة على الكوكب الأحمر، والتي ربما وفرت بيئات مثل الينابيع الساخنة المرتبطة بالحياة على الأرض.

أهمية الاكتشافات في فهم الحياة القديمة

يفتح هذا الاكتشاف طرقًا جديدة لفهم ما إذا كان المريخ صالحًا للحياة في ماضيه القديم. كما أنه يضيف المزيد من الدعم إلى الملاحظات التي جمعها بالفعل أسطول المركبات الفضائية التي تدور حول الكوكب الأحمر وتجوبه، والتي رصدت أدلة على وجود أنهار وبحيرات على سطح المريخ في الماضي.

أسئلة حول ظهور المياه على المريخ

ولكن لا تزال هناك أسئلة رئيسية حول متى بالضبط ظهرت المياه لأول مرة على سطح المريخ وكيف تطورت - واختفت - مع مرور الوقت.

تحليل نيزك الجمال الأسود

قام العلماء بتحليل عينة من نيزك "الجميلة السوداء"، المعروف أيضاً باسم NWA 7034، الذي عُثر عليه في الصحراء الكبرى في عام 2011. وقد قُذِف النيزك من سطح المريخ بعد اصطدام جرم سماوي آخر بالكوكب منذ ما بين 5 ملايين و 10 ملايين سنة، وقد كانت شظاياه مصدراً رئيسياً لدراسة المريخ القديم لسنوات.

دراسة الزركون في النيزك

وركزت الدراسة الجديدة، التي نُشرت في مجلة Science Advances في 22 نوفمبر، على حبة واحدة من معدن الزركون رصدت داخل النيزك. ويُظهر تحليل الفريق أن الماء كان موجودًا بعد 100 مليون سنة فقط من تشكل الكوكب، مما يشير إلى أن المريخ ربما كان قادرًا على دعم الحياة في مرحلة ما من تاريخه.

تاريخ الماء على سطح المريخ

وقال المؤلف الرئيسي للدراسة جاك غيليسبي، الباحث في كلية علوم الأرض والبيئة بجامعة لوزان في سويسرا، في بيان: "تشير بياناتنا إلى وجود الماء في قشرة المريخ في وقت مماثل لأقدم دليل على وجود الماء على سطح الأرض، أي قبل حوالي 4.4 مليار سنة". "يوفر هذا الاكتشاف دليلاً جديداً لفهم التطور الكوكبي للمريخ، والعمليات التي حدثت عليه وإمكانية إيوائه للحياة."

قد تحمل الصخور إجابات على بعض أكبر الأسئلة المتبقية حول المريخ، بما في ذلك كمية المياه التي كانت موجودة على المريخ وما إذا كانت الحياة قد وجدت على الكوكب. وهذا هو السبب في أن النيازك مثل "الجمال الأسود" تثير اهتمام العلماء. قدم كارل آجي، وهو أستاذ ومدير معهد النيازك في جامعة نيو مكسيكو، الصخرة الفضائية لأول مرة للمجتمع العلمي في عام 2013.

"وقال المؤلف المشارك في الدراسة الدكتور آرون كافوسي، عالم الكواكب وكبير المحاضرين في مركز علوم وتكنولوجيا الفضاء في جامعة كورتين في رسالة بالبريد الإلكتروني: "(نيزك الجمال الأسود) يحتوي على مئات الشظايا الصخرية والمعدنية، كل منها يحمل جزءًا مختلفًا من تاريخ المريخ الذي يعود إلى 4.5 مليار سنة. "(هذا) هو المصدر الوحيد لقطع اللغز الجيولوجي للمريخ ما قبل النواشيين."

حدثت فترة النواشيان من 4.1 إلى 3.7 مليار سنة مضت، ولا يُعرف سوى القليل من القياسات المباشرة التي تعود إلى فترة ما قبل النواشيان على المريخ، بين 4.5 مليار و 4.1 مليار سنة مضت، على الرغم من أهمية فهمها لأنها بمثابة الصفحة الأولى في كتاب تاريخ المريخ، كما قال كافوسي.

لكن الجمال الأسود كشف بعض أسراره. وقال إن العديد من شظايا الصخور التي يحتوي عليها النيزك تُظهر أن القشرة المريخية تعرضت لعدد من الارتطامات، مما تسبب في قدر هائل من الاضطرابات على سطح الكوكب.

وقال كافوسي إن الصخرة الفضائية تحتوي أيضاً على أقدم القطع المعروفة من المريخ، بما في ذلك أقدم الزركون.

الزركون، الذي يستخدم في منتجات مثل المجوهرات وبلاط السيراميك والزرع الطبي، هو معدن قوي يمكن أن يساعد العلماء على النظر في الماضي وتحديد الظروف التي كانت موجودة عندما تبلورت، بما في ذلك درجة الحرارة في ذلك الوقت وما إذا كان المعدن قد تفاعل مع الماء.

قال غيليسبي، الذي كان باحثاً مشاركاً في مرحلة ما بعد الدكتوراه في كلية علوم الأرض والكواكب بجامعة كيرتن وقت إجراء الدراسة: "يحتوي الزركون على آثار من اليورانيوم، وهو عنصر يعمل كساعة طبيعية". "يضمحل هذا العنصر إلى الرصاص بمرور الوقت بمعدل معروف بدقة. ومن خلال مقارنة نسبة اليورانيوم إلى الرصاص، يمكننا حساب عمر تكوين البلورة."

قال كافوسي إن الزركون الموجود في الجمال الأسود لم يتغير بسبب رحلته إلى الأرض ودخوله الناري إلى الغلاف الجوي لكوكبنا قبل أن يتحطم في الصحراء الكبرى لأنه كان محميًا بسبب موقعه داخل النيزك.

أثناء تحليل حبة الزركون، اكتشف فريق الدراسة كميات غير عادية من الحديد والصوديوم والألمنيوم، مما يشير إلى أن السوائل الغنية بالماء تركت هذه الآثار على الزركون أثناء تشكله قبل 4.45 مليار سنة. وقال كافوسي إن مثل هذه العناصر لا توجد عادةً في الزركون البلوري، لكن الدراسات التي أجراها الباحثون على مقياس الذرة للزركون أظهرت أن العناصر مدمجة في البنية البلورية ومصطفة مثل أكشاك الفاكهة في السوق.

وقال كافوسي: "يمكننا أن نقول من خلال أنماط كيفية وجود (الحديد والألومنيوم والصوديوم) داخل الزركون أنها كانت مدمجة في الحبيبات أثناء نموها، مثل طبقات البصل."

على الأرض، فإن الزركون من الأنظمة الحرارية المائية - التي تتشكل عندما يتم تسخين الماء بواسطة نشاط بركاني تحت السطح مثل التدفق الصاعد للصهارة الساخنة - لها أنماط مماثلة لتلك الموجودة في الجمال الأسود.

إذا كانت الأنظمة الحرارية المائية موجودة في القشرة المريخية قبل 4.45 مليار سنة، فمن المحتمل أن يكون الماء السائل قد شق طريقه إلى السطح.

دور الماء في دعم الحياة

قال كافوسي: "تُظهر تجربتنا على الأرض أن الماء أمر بالغ الأهمية للموائل القادرة على دعم الحياة". "تستضيف العديد من البيئات على الأرض الحياة في أنظمة المياه الساخنة، بما في ذلك الينابيع الساخنة والفتحات الحرارية المائية. وقد تكون مثل هذه البيئات هي التي أدت إلى ظهور أشكال الحياة الأولى على الأرض. تُظهر دراستنا الجديدة أن قشرة المريخ كانت دافئة ورطبة في فترة ما قبل العصر النواتشي، مما يعني أن البيئات الصالحة للحياة ربما كانت موجودة في ذلك الوقت."

يشعر كافوسي بالفضول لتحديد ما إذا كانت الأنظمة الحرارية المائية مثل الينابيع الساخنة كانت سائدة عندما كانت الصهارة تساعد في تشكيل قشرة الكوكب الأحمر بين 4.48 مليار و 4.43 مليار سنة مضت أم أنها كانت أكثر عرضية.

قال كافوسي: "إذا كانت الأنظمة الحرارية المائية سمة مستقرة على المريخ في وقت مبكر، فهذا يشير إلى أن الظروف الصالحة للسكن ربما استمرت على مدى فترة زمنية طويلة". "هذه الآن فرضية قابلة للاختبار ويمكن معالجتها من خلال جمع المزيد من البيانات من الزركون المريخي."

قال بريوني هورغان، الباحث المشارك في مهمة المركبة بيرسيفيرانس وأستاذ علم الكواكب في جامعة بوردو في ويست لافاييت بولاية إنديانا، إنه إلى أن يتم إعادة العينات مباشرة من المريخ، فإن نيزك بلاك بيوتي هو أحد أفضل النوافذ التي يمكن من خلالها معرفة كيفية تشكل القشرة المريخية وكيف كان شكل سطح المريخ في وقت مبكر. لم يشارك هورغان في هذه الدراسة.

وقالت إن العثور على دليل على وجود أنظمة مائية حرارية داخل باطن الأرض من حبة صغيرة من الزركون يتوافق مع النظريات العلمية حول كمية المياه والنشاط البركاني الذي كان موجوداً على المريخ القديم. وأضاف هورغان أن هذه البيئات الأولى التي كان من المحتمل أن تكون صالحة للسكنى كانت محمية من الإشعاع بواسطة مجال مغناطيسي قوي للكوكب، وهو ما يفتقر إليه المريخ اليوم. ولا يزال العلماء يحاولون تفسير كيف فقد الكوكب الأحمر مجاله المغناطيسي الواقي.

في الوقت الحالي، تتسلق مركبة بيرسيفيرانس المتجولة حافة فوهة جيزيرو على المريخ، وهي بحيرة قديمة كانت مليئة بالمياه قبل 3.7 مليار سنة. وقال هورغان إن بعض الصخور التي واجهتها المركبة ربما تكونت بواسطة أنظمة مائية حرارية.

ستأخذ المركبة عينات من الصخور لأنها قد تحتفظ بأدلة على الحياة الميكروبية القديمة.

"قال هورغان: "بقدر ما يمكن أن تخبرنا به النيازك، يمكننا أن نفعل ما هو أفضل من ذلك مع عينة صخرية مختارة بعناية وسليمة من موقع معروف على المريخ مع سياق جيولوجي جيد. "لذا فإن هذه الورقة البحثية هي دافع كبير لإعادة عينات المريخ إلى الأرض لدراستها بنفس المستوى من التفاصيل لسنوات قادمة."