والرياح الشمسية هي المسؤولة عن هروب الغلاف الجوي المريخي وتحوله من حار ورطب إلى صحراء باردة

وسمحت بيانات مافن للباحثين بتحديد معدل هروب الغاز من الغلاف الجوي للمريخ بسبب تأثير الرياح الشمسية. وتظهر النتائج أن تآكل الغلاف الجوي للمريخ يزداد بشكل كبير خلال العواصف الشمسية مثل تلك التي اندلعت في مارس 2015.

حددت المركبة الفضائية Maven التابعة لناسا العملية التي يبدو أنها لعبت دورًا رئيسيًا في انتقال مناخ المريخ من بيئة دافئة ورطبة مبكرة ربما دعمت الحياة إلى كوكب المريخ الجاف القاحل اليوم.

وسمحت بيانات مافن للباحثين بتحديد معدل هروب الغاز من الغلاف الجوي للمريخ بسبب تأثير الرياح الشمسية. وتظهر النتائج أن تآكل الغلاف الجوي للمريخ يزداد بشكل ملحوظ خلال العواصف الشمسية. نُشرت النتائج في 5 نوفمبر في مقال بمجلة Science وفي عدد خاص من مجلة Geophysical Research Letters، وهي الآن مجلة تابعة للاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي.

"يبدو أن المريخ كان يتمتع في الماضي بغلاف جوي سميك دافئ بما يكفي لدعم الماء السائل الذي يعد عنصرا أساسيا للحياة كما نعرفها اليوم. قال جون جرونسفيلد، رائد الفضاء والمدير المساعد للبعثات العلمية في مقر ناسا في واشنطن. "إن فهم ما حدث للغلاف الجوي للمريخ سيحسن معرفتنا بديناميكيات وتطور الغلاف الجوي لجميع الكواكب، وفي هذه العملية سنفهم أيضًا ما قد يجعل الأرض غير صالحة للحياة. هذا هو السؤال الرئيسي الذي تسعى ناسا للإجابة عليه في رحلتها إلى المريخ."

تشير قياسات مافن إلى أن الرياح الشمسية تهب حوالي 100 جرام من الغلاف الجوي للمريخ كل ثانية. مثل سرقة عدد قليل من العملات المعدنية كل يوم والتي تتحول إلى مبلغ كبير بمرور الوقت. يقول بروس جيسبي، الباحث الرئيسي في المركبة الفضائية مافن في جامعة كولورادو في بولدر. "لقد رأينا أن التآكل في الغلاف الجوي يزداد بشكل كبير خلال العواصف الشمسية، لذلك نعتقد أن معدلات الخسارة كانت أعلى بكثير منذ مليارات السنين عندما كانت الشمس أصغر سنا وأكثر نشاطا".

ضربت سلسلة من العواصف الشمسية المثيرة الغلاف الجوي للمريخ في مارس/آذار 2015، ووجد مايفان أن الخسارة تسارعت. قد يشير الجمع بين معدلات الخسارة المرتفعة والعواصف الشمسية إلى أن فقدان الغلاف الجوي للفضاء قد يكون عملية مركزية في التغير المناخي الشديد الذي تعرض له المريخ من مكان ذي غلاف جوي كثيف ومياه متدفقة إلى صحراء اليوم الباردة والصدئة والجافة.
والرياح الشمسية عبارة عن تيار من الجسيمات، معظمها بروتونات وإلكترونات، تنبعث من الغلاف الجوي للشمس بسرعة تبلغ حوالي مليون كيلومتر في الساعة. يمكن للمجال المغناطيسي الناتج عن الرياح الشمسية أثناء تدفقها نحو المريخ أن يخلق مجالًا كهربائيًا، مثلما يتم استخدام التوربينات على الأرض لتوليد الكهرباء. يعمل هذا المجال الكهربائي على تسريع ذرات الغاز المشحونة كهربائيًا والتي تسمى الأيونات الموجودة في الغلاف الجوي العلوي للمريخ ويقذفها إلى الفضاء.

ويدرس مافن بالفعل زمن جسيمات الرياح الشمسية والأشعة فوق البنفسجية للشمس في الجزء العلوي من الغلاف الجوي للمريخ. وتشير آخر النتائج إلى زيادة الخسارة في ثلاث مناطق صحراوية من الكوكب الأحمر. منطقة "الذيل" حيث تتدفق الرياح الشمسية خلف المريخ، فوق قطبي المريخ وسحابة متزايدة من الغاز تحيط بالمريخ. وتوصل العلماء إلى أن ما يقرب من 75% من أيونات العصر الحجري الحديث تأتي من منطقة الذيل، وحوالي 25% من منطقة العمود، مع مساهمة صغيرة من السحابة الممتدة المحيطة بالمريخ.

يضم المريخ العديد من المناطق القديمة التي تشهد على تدفق المياه، على غرار الوديان التي حفرتها الأنهار والرواسب المعدنية التي لا تتشكل إلا بوجود الماء السائل. وقد دفعت هذه الميزات العلماء إلى الاعتقاد بأنه منذ مليارات السنين، كان الغلاف الجوي للمريخ كثيفًا ودافئًا بدرجة كافية لتكوين الأنهار والبحيرات والمحيطات.

في الآونة الأخيرة، لاحظ الباحثون الذين يستخدمون مركبة استكشاف المريخ المدارية (MRO) التابعة لناسا، المد والجزر الموسمي للمياه قليلة الملوحة التي تتدفق حاليًا على سطح المريخ (وهو الاكتشاف الذي تسبب في الكثير من الضجيج). ومع ذلك، فإن الغلاف الجوي الحالي للمريخ بارد ورقيق للغاية بحيث لا يمكنه تحمل كميات كبيرة من الماء السائل لفترة طويلة.

قال جو جريبوسكي، عالم مشروع مافن في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ميريلاند: "يعد تآكل الرياح الشمسية آلية مهمة لهبوط الغلاف الجوي، وكان مهمًا بما يكفي لتفسير التغير الكبير في مناخ المريخ". "يدرس مايفان أيضًا عمليات فقدان أخرى - مثل الفقد بسبب تأثير الأيونات أو هروب ذرات الهيدروجين - وهذه لن تؤدي إلا إلى زيادة أهمية الهروب في الغلاف الجوي".

الهدف من مهمة مافن، التي انطلقت إلى المريخ في نوفمبر 2013، هو تحديد كمية الغلاف الجوي والمياه التي فقدها المريخ في الفضاء. هذه هي المهمة الأولى المخصصة لفهم كيفية تأثير الشمس على الغلاف الجوي للمريخ. تعمل Maven على المريخ منذ ما يزيد قليلاً عن عام وستكمل مهمتها العلمية الأساسية في 16 نوفمبر.
للحصول على معلومات على موقع AGU

ناسا تؤكد: المياه تتدفق على المريخ اليوم

كان المريخ مغطى بمحيط عميق لمدة 1.5 مليار سنة

باز ألدرين رائد فضاء أبولو 11 في القدس: نحتاج لبناء مستعمرة دائمة على المريخ