المسح الاستقصائي لكوكب المريخ (MRO) – ملخص النتائج – الجزء الثاني

الجزء الثاني من الأجزاء الثلاثة للملخص

البراكين

تعتبر منطقة ثارسيس أحدث هضبة بركانية على سطح المريخ وبحسب النهج المقبول والدليل على ذلك انخفاض كثافة الفوهات فيها. ويبلغ ارتفاع هذه الهضبة البركانية 5 كيلومترات فوق سطح الأرض. والمنطقة مغطاة بطبقة شبه متواصلة من الشقوق والغبار يبلغ سمكها عدة أمتار(24). تظهر الصور أن الأجنحة الرئيسية للبراكين في ثارسيس متشابهة مع بعضها البعض مع قنوات الحمم البركانية التي تغطي العديد من أنابيب الحمم البركانية الموجودة هناك، على الرغم من أنه تجدر الإشارة إلى أن كل بركان كان لديه ثورانات لاحقة تختلف في نمط عملها عن تلك الموجودة في البركان. براكين أخرى . خلقت الحمم البركانية التي تدفقت من الشقوق على جوانب البراكين أغطية كبيرة من الحمم البركانية أطلق عليها الباحثون اسم مآزر الصدع. مآزر الصدع في أقصى شمال بركان اسكرايوكس، توجد معظم أنابيب الحمم البركانية التي لا تغطيها قنوات الحمم البركانية.

نظرًا لأن مآزر الحمم البركانية هي أول من تشكل فوق النقاط الساخنة، فمن المقدر أن Ascraeucs كان نشطًا مؤخرًا. يحتوي التيار الموجود في أقصى الجنوب من بركان أرسيا مونس على أقل عدد من أنابيب الحمم البركانية، مما يشير إلى أن مآزر الصدع فيه أقدم. نعم، لوحظت تيارات أكثر في أرسيا تغطي التيارات الأنبوبية جزئيًا. يستمر هذا الاتجاه على طول سلسلة البراكين ويشير إلى أن مآزر الصدع لها أصل مشترك كما هو الحال في براكين هاواي وأن ثوران المئزر بدأ في أرسيا. تحرك الاتجاه نحو الشمال ودفن تيارات الأنبوب القديمة في أرسيا من خلال قنوات التدفق (25).

وأفادت دراسة نشرت في عام 2010 أنه تم إحصاء أكثر من 18,000 جرف دائري يعرف باسم البراكين الطينية. وهي مصادر بركانية تنبعث منها رواسب طينية جلبت من تكاثف الأرض. تم ملاحظة المصادر البركانية من هذا النوع لأول مرة بواسطة مركبة الفضاء فايكنغ في بلانيتيا .أسيداليا. البراكين الطينية هي هياكل جيولوجية يتم من خلالها دفع خليط من الصخور الغازية والسائلة والحبيبات الدقيقة إلى السطح من عمق عدة أمتار أو عدة كيلومترات. ويمكن أن يصل قطر قاعدة هذه البراكين إلى عشرات الكيلومترات ويصل ارتفاعها إلى مئات الأمتار(26).

التكتونية

وكشفت صور القطب الشمالي خلال فصل الصيف عن حفر وشقوق في الجليد المتبقي لم يتم رصدها من قبل. تشبه خطوط الصدع هذه مثل هذه التكوينات على الأرض في الأماكن التي يتم فيها دفع القشرة إلى الأعلى. الاستنتاج هو أن خطوط الصدع التي تمت ملاحظتها مؤخرًا جديدة. تفسير آخر محتمل هو أن خطوط الصدع هذه تشكلت بسبب الانهيارات التي أعقبت إزالة المواد الموجودة تحت السطح. الحفر موازية لخطوط الصدع لسببين محتملين. أحد الأسباب هو أن المواد تتدفق إلى مناطق تحت الأرض موازية لخطوط الصدع. السبب الثاني: خروج الغازات من خلالها إلى السطح(27).

الكثبان الرملية

بالقرب من خط الاستواء إلى الشمال في بلانوم ميريدياني لوحظ نوعان من الكثبان الرملية. أحد هذه الأنواع هو كثبان باراتشان التي يصل طولها إلى 200 متر. وفي الاتجاه الجنوبي الغربي تكون منحدراتها شديدة الانحدار مما يدل على اتجاه الرياح - الشمالية الشرقية. يتوافق هذا الاتجاه مع اتجاه خطوط الضوء التي أحدثتها الرياح في حفرة تقع بالقرب من الموقع. هذه الخطوط هي نتاج تآكل الرمال الخفيفة داخل الحويصلات الهوائية. النوع الثاني من الكثبان الرملية هي الكثبان المستعرضة. وهي عبارة عن تلال طويلة من الرمال يكون اتجاهها متعامدًا مع اتجاه الرياح. تميل إلى التطور عندما يكون هناك كمية كبيرة من الرمال (28).

يوجد بالقرب من القطب الشمالي العديد من الكثبان الرملية المصنوعة من الرمال البازلتية. وفي إحدى الصور تشبه كثبان برخان. وتتميز الكثبان الرملية والمناطق المحيطة بها بأنها مشرقة لأنها مغطاة بالصقيع الموسمي الشتوي في نصف الكرة الشمالي(29).

تم العثور على الكثبان الرملية في منطقة هيلاس بونتوس. وهي تنشأ من تشكيلات أزرار وطبقات من جبال الطاولة (الهضاب) التي تآكلت بفعل الرياح القوية. ويدل شكل الكثبان الرملية على أن اتجاه الرياح غربي شرقي. والكثبان الرملية من نوع كثبان البرهان والسيف. والأخيرة هي كثبان طولية تتشكل عندما يكون محورها الطولي متعامدا مع اتجاه الريح وتتميز بمنحدرات قمتها الحادة(30). وبفحص صور الكثبان الرملية من دائرة عرض رقم 65 وشمالا لمدة 3 سنوات من أدميم، تبين اختفاء كثبان رمليان بطول 20 مترا، اختفى أحدهما وتقلص الكثبان الثالث بنسبة 15%. تشير هذه الملاحظات إلى أن الكثبان الرملية ليست كلها مستقرة مع مرور الوقت (31). وقد وجد الجبس في بعض الكثبان الرملية (32).

الكثبان الرملية الكبيرة التي تمت ملاحظتها لمدة 30 عامًا لم تتحرك أو تختفي على الإطلاق. وكان يُعتقد أن الثلوج والجليد المحصورين في أعماق الكثبان الرملية هو الذي يثبتهم في وجهتهم. وتبين أن هذه العوامل ليست كافية. للعثور على العوامل الإضافية، تم إجراء مقارنة مع القارة القطبية الجنوبية. تم التقاط الصور الفوتوغرافية الملتقطة في وادي فيكتوريا بهذه القارة بين الأعوام 1961-2001 وتم فحص معدل حركة الكثبان الرملية في هذه المنطقة. ومن المعروف أن هذه الكثبان مغطاة بالثلوج الموسمية، وأنه يوجد داخل الكثبان طبقات من الثلج والجليد. وتبين أن الكثبان تتحرك بمعدل 1.5 في السنة، وهو معدل منخفض جداً مقارنة بالكثبان في الصحاري الحارة حيث يتراوح معدل حركتها بين 30-70 متراً في السنة.

وفي اختبار آخر، التقطوا صورا للمريخ التقطتها مركبة فايكنغ الفضائية عام 1975 وقارنوها بالصور الجديدة التي التقطوها عام 2009. وتبين أن الصور الجديدة تظهر قشوراً على سطح الكثبان الرملية. توجد ظاهرة مماثلة في الصحاري على الأرض. وعلى هذه الكثبان تم العثور على رواسب رملية ذات أسطح صلبة. خضعت الكثبان الرملية لعملية تدعيم وربما كان السبب في ذلك هو الجليد أو العمليات الجيوكيميائية. ومن الأسباب الأخرى التي تحد من حركة الكثبان الرملية على المريخ هو الغلاف الجوي الرقيق الذي يتطلب سرعات رياح عالية لتحريك الرمال والصقيع المائي و2 CO يغطي المناطق القطبية لمدة 70% من السنة المريخية(33).

أما بالنسبة للكثبان الرملية في القطب الشمالي والتي لوحظت عند W°233.2 – N°84 وتغطي 845,000 كم، فقد تشير التقديرات إلى أنها ذات طبيعة ساكنة وأنها تشكلت منذ زمن طويل عندما كانت الرياح أقوى مما هي عليه اليوم. تظهر الصور الجديدة أن شكل هذه الكثبان الرملية يخضع لتغيرات كبيرة على مدار سنة آدمية واحدة. إن الطبقة الموسمية المكونة من ثاني أكسيد الكربون والتي تغطي المنطقة في الشتاء وتتصاعد في الربيع هي ما يسبب التآكل السنوي في الكثبان القطبية. يؤدي هروب الغاز إلى فقدان الرمال لثباتها، وتتشكل بسبب ذلك انهيارات ثلجية وتتطور قنوات ومساحات الكثبان الرملية. وقد تبين أن الكثبان الرملية التي تم مسحها بدقة عند خطوط العرض العليا خالية من القشور الصلبة أو الجليدية. وكان حجم الحطام الذي تم العثور عليه أكبر من المتوقع. وفي عدة أماكن، تساقطت مئات الأمتار المكعبة من الرمال على طول منحدرات الكثبان الرملية. على الأرض، من المعروف أن الجليد المائي هو سبب الانهيارات الأرضية وتدفقات الرمال في الكثبان الرملية في القارة القطبية الجنوبية. يبدو أن تآكل ثاني أكسيد الكربون على المريخ هو أمر فريد بالنسبة لكثبان هذا الكوكب(2).

الوليم-  شياطين الغبار                     

قرب نهاية يوليو 2007، قام MRO بتصوير شياطين الغبار بالقرب من هيلاس بلانيتيا. على المريخ، عادة ما تتشكل شياطين الغبار في فترة ما بعد الظهر. وذلك لأن ضوء الشمس يحتاج إلى وقت كافٍ لتسخين السطح. تم التقاط الصورة في الساعة 3:08 بعد الظهر بتوقيت ماديمي، وكان عرض شياطين الغبار 200 متر، رغم أنها عند القاعدة أضيق وارتفاعها 500 متر (35).

جهل

واكتشفت المركبة الفضائية أوديسي ومارس غلوبال سيرفيور فتحات على شكل دوائر يبلغ قطرها 100-250 متر ترويكول، قد تكون فتحات لمساحات تحت الأرض. وفي صورة التقطتها MRO، تم العثور على مثل هذه الحفرة في بركان أرسيا مونس. يخترق هذا الثقب تدفق الحمم البركانية في أحد جوانب البركان. وتوجد مماثلة لها في براكين هاواي وتسمى الحفر الحفرية. وفي الصور الملتقطة بالأشعة تحت الحمراء، اتضح أن هناك اختلافات في درجات الحرارة خلال النهار وبعد الظهر وقبل الفجر. تختلف درجات حرارة الثقوب ليلاً ونهارًا بنسبة 1/3 درجة الحرارة في المناطق المحيطة بها. فهي أكثر برودة من المناطق المحيطة بها أثناء النهار وأكثر دفئًا في الليل. تلقت هذه المجموعة من الثقوب اسم "الأخوات السبع". يبدو أنها تشكلت عندما تسببت الضغوط حول البركان في توسيع الكسور وإنشاء تجاويف تحت الأرض (36,37،XNUMX).

التعرية

في الصورة الملتقطة في كاندور شاسما، ترى طبقات من الصخور التي خضعت للطي وأخذت شكل قبة بيضاوية الشكل. تمت إزالة الأجزاء العلوية من هذه الطيات عن طريق التآكل وتم الكشف عن أنماط متحدة المركز من الطبقات والتكوينات المتدرجة. والظل الداكن للمادة عبارة عن طبقة من مادة الرمل التي نقلتها الرياح واحتجزت في الدرجات(38).

علم الطبقات

وتم اكتشاف طبقات في تربة المريخ لأول مرة بواسطة المركبة الفضائية مارينر 9 والفايكنج، ويمكننا أن نتعلم منهم عن الأماكن التي ترسبت فيها المواد وأصولها. من جميع الأماكن تم إزالتها وترسبها بواسطة المياه أو الرياح أو النشاط البركاني. المكان الذي كانت هناك اختلافات في الرأي حول تشكيلهم هو كاندور تشاسما. والسؤال الذي يطرح نفسه هو ما إذا كانت الطبقات قد تشكلت قبل أو بعد فتح الهوة في الأرض. بفضل الدقة الكبيرة التي يتمتع بها MRO، من الممكن إجراء دراسات دقيقة لطبقات المريخ(39). وفي إحدى الصور يمكنك أن ترى بالتفصيل مادة الطبقات والرمل والغبار التي تصنع منها قبة القطب الشمالي. تم اكتشاف طبقات يصل طولها إلى 960 كم. تم اكتشاف 4 مناطق من طبقات الجليد والغبار لا تفصلها سوى طبقة سميكة من الجليد المائي. ووفقا للباحثين، فإن هذا النمط من الطبقات السميكة دون جليد الماء يشير إلى دورات مناخية على مقياس مليون سنة(40).

وفي Boreale Chasma، وهو وادي كبير يدخل الغطاء الجليدي في القطب الشمالي، تظهر الطبقات ويمكن ملاحظة التغيرات في تكوين التربة فيها ويختلط بعض الجليد بالتربة. طبقة تحتها تحتوي على القليل من الجليد وتحتها طبقة غنية بالجليد تشبه الطبقات العليا. إن القدرة على التمييز بين طبقات الجليد والطبقات التي تحتوي على كمية أقل من الجليد تشير إلى فترات مختلفة لترسب المواد(41). وللتوضيح، يبلغ سمك إحدى الطبقات المرصودة 500 متر (42).

وفي حفرة غيل التي يبلغ قطرها 152 كيلومترا وتقع عند E 138 جنوبا °5، تم العثور على مئات الطبقات التي يصل ارتفاعها إلى جبال روكي في الولايات المتحدة الأمريكية. يمكنك أن تتعلم منهم عن التغيرات البيئية التي حدثت على كوكب المريخ منذ مليارات السنين. تتوافق هذه النتائج مع الافتراض المقبول فيما يتعلق بالمريخ القديم. تشير الطبقات التي توجد فيها معادن طينية في الجزء السفلي من المقطع الطبقي إلى بيئة رطبة عند تشكلها. وفوقها طبقة تحتوي على خليط من معادن الطين والكبريتات. تتشكل الكبريتات في بيئة رطبة وتترسب عندما يتبخر الماء الموجود فيها. وفي الطبقات التالية كبريتات بدون طين، وفي الطبقات العليا معادن بدون ماء. تم العثور على مثل هذا التعرض للطبقات كما هو الحال في حفرة غيل في مكان آخر، وقدمت مجموعة من الباحثين في باريس اقتراحا لتأريخ الفترات الجيولوجية للمريخ على أساس وجود معادن الطين ومعادن الكبريتات (43). في الجانب الغربي من بركان أرسيا مونس هناك العديد من الطبقات التي تشير إلى تدفقات مختلفة من الحمم البركانية وهذه توفر معلومات حول طبيعة الانفجارات البركانية(44).

מים

بعد الأرض، من بين الكواكب الداخلية، يمتلك المريخ أكبر كمية من الماء. المكون الرئيسي للغطاء الجليدي في القطب الجنوبي هو الماء. وتبلغ كمية السيليكا من مجمل المادة الموجودة في الغطاء القطبي 15% فقط وكثافة الجليد 1.22. جزء كبير من الجليد مغطى بالغبار(45). وتشير التقديرات إلى أن كمية المياه في قطبي المريخ تبلغ 2-3 مليون كيلومتر مكعب. وللمقارنة فإن هذه الكمية أكبر 100 مرة من كمية المياه الموجودة في البحيرات الكبرى في الولايات المتحدة الأمريكية (46).

وفي خطوط العرض الوسطى بين °60 – °30 شمالاً وجنوباً، تم العثور على كميات كبيرة من الأنهار الجليدية تحت حقول شظايا الصخور. ويبدو أن هذه الشظايا جاءت من تلال تقع على مسافة 20 كيلومتراً من موقعها الحالي. وتجدر الإشارة إلى أن هناك جدلاً حول أصل هذه الأنهار الجليدية. ويزعم بعض الباحثين أن جزيئات الجليد هي في الواقع تكثيف لبخار الماء من الغلاف الجوي الذي وصل إلى الأرض على شكل أمطار وتحول إلى جليد. كان هذا الجليد بمثابة تشحيم للمواد الصخرية وسمح لها بالتحرك أسفل التلال. ويدعي باحثون آخرون أن شظايا الصخور تغطي أنهارًا جليدية كبيرة. وفي الجزء الشرقي من فوهة هيلاس توجد طبقة من الأنهار الجليدية يبلغ سمكها 800 متر وتغطي كمية الجليد مساحة 28,000 ألف كيلومتر مربع (47).

تم العثور على رواسب ذات ألوان فاتحة في قنوات مختلفة. ولكل من هذه القنوات معادن نموذجية خاصة بها، وبالتالي فإن العمليات الجيولوجية محلية. تم التعرف على أنواع مختلفة من الطين والكبريتات في أحواض صغيرة يتراوح طول كل منها من 30 إلى 100 كيلومتر. تم العثور في إحدى القنوات على عشرات الطبقات ذات السماكات والألوان والهياكل المتآكلة المختلفة. تم العثور على خليط من الكبريتات والطين في الرواسب. مما يدل على اختلاف مستويات الحموضة (pH) في الظروف الحمضية والقلوية المعقدة. إحدى القنوات مدفونة عدة أمتار تحت رواسب (رواسب) الأرواح ولا تنكشف إلا في جزئها العلوي. وعلى بعد عدة كيلومترات في أماكن أخرى توجد نتوءات من السيليكات المائية وكبريتات الكالسيوم. يشير التنوع الكبير في الرواسب والمعادن إلى تاريخ هيدرولوجي معقد. من الممكن أن يكون النشاط البركاني قد خلق الماء عن طريق ذوبان الجليد أو أن العمليات الحرارية المائية تحت الأرض أدت إلى ارتفاع المياه إلى السطح الذي ملأ بعض الأحواض الصغيرة (48).

من أهم الأدلة على تدفق المياه في الماضي وربما في الحاضر أيضًا ظاهرة الأخاديد. وجد Mars Global Surveyor أدلة رئيسية تم تقديمها في عام 2004. تم العثور على عشرات الآلاف من الأخاديد على المنحدرات الداخلية للفوهات والمنخفضات الأخرى. توجد معظم الأخاديد عند خطوط عرض 30 درجة وما فوق (في نصف الكرة الشمالي ونصف الكرة الجنوبي). تم تقديم التقرير الأول عن هذا في عام 2000 من قبل مايكل مالين وفريقه من كبار الباحثين المريخيين. تم العثور على حفرتين تدفقت منهما المياه مؤخرًا (وأعني السنوات القليلة الماضية) في Terra Sirenee وCentauri Monts. في نصف الكرة الجنوبي. وتثير الرواسب الطازجة الموجودة فيها احتمالية خروج المياه من الأرض في عدة أماكن وتدفقها لفترة قصيرة حتى تتبخر. والتساؤلات التي تطرح في ضوء هذه النتائج هي: كيف سيبقى الماء سائلا تحت الأرض، وإلى أي مسافة تشيع في هذه الأماكن، وهل هناك بيئة رطبة تسمح بوجود الحياة(49). تم العثور على أدلة إضافية على تدفق المياه الحالية في التغيرات التي حدثت في الأخاديد بين عامي 2000-2006. تم العثور على التغييرات عند إجراء مقارنة بين صور Global Surveyor Mars التي تم التقاطها في عامي 2000 و 2006. وتظهر الصور من هذه السنوات أحداثًا مفاجئة حيث تظهر المياه على الأرض بعد الانفجارات من جوانب الحفر وتتدفق على طول المنحدرات.

أما بالنسبة لـ Terra Sirenum، فإن رواسب المواد الخفيفة التي تغطي قاع الأخاديد التي تم رصدها في أبريل 2005 لم يتم العثور عليها في ديسمبر 2001. ونفس الشيء بالنسبة للفوهة في Centauri Monts. تم العثور على اختلافات بين الصور في 8.1999 و 2.2004. وبحسب تقييم مايكل مالين، فإن بعض المياه المالحة أو الحمضية أو شبه الذائبة تتسرب من مثخن التربة تحت الأخاديد وتترك آثارها. يشبه تمامًا نوع التدفقات الطينية التي تراها على الأرض بعد هطول أمطار غزيرة أو تيارات مفاجئة(50).

وأظهرت صور المناطق الاستوائية تلالًا مكونة من طبقات داكنة وخفيفة داكنة بالتناوب تتقاطع معها الكثبان الرملية الداكنة. في هذه الطبقات ترى سلسلة من الشقوق الخطية تسمى المفاصل محاطة بـ "الهالات". وهذه الطبقات الصخرية واضحة، وبحسب الباحثين، فهي دليل على تدفق المياه في الماضي. تمر المعادن التي تتحرك في الماء عبر هذه الطبقات وتعمل مثل الأسمنت، مما يؤدي إلى تقوية هذه الطبقات وتبييضها. تعد الصخور المتصلبة أكثر مقاومة للتآكل الناتج عن الرياح من التكوينات الأخرى الموجودة على جوانب الأخاديد. وعلى الأرض، يعد ابيضاض الصخور المحيطة بالصخور دليلاً على التفاعل الكيميائي بين التيارات التي تتحرك داخل الشقوق(39).

تعد العديد من الأخاديد أيضًا دليلًا قويًا على تدفق المياه في ملايين السنين الأخيرة ولكن ربما في دورات مناخية مختلفة. وكانت بعض هذه المناطق، خلال هذه الدورات المناخية، أكثر دفئًا من غيرها. تظهر صور MRO علامات واضحة لتدفق المياه. تساهم تكوينات رواسب المروحة الغرينية حول العديد من الحفر في هذا الدليل(51). في حفرة بروميثاي، تم العثور على مروحة انجرافية للأخدود لأول مرة وتمكن الباحثون من تحديد تاريخها. تشكلت قبل 1.25 مليون سنة. وفي نظام الأخاديد، تم العثور على 4 طبقات مكونة من رواسب مائية وصلت إلى أرضية الحفرة باتجاه مجرى النهر وترسبت في المروحة الغرينية. ويبلغ طول القنوات الغربية والشرقية للأخدود من مكان تكوينها ( الكوة ) إلى المروحة الانجرافية أقل من 1 كم . ويبلغ عرض المروحة الغرينية مئات الأمتار. داخل المروحة نفسها، تم العثور على 4 فصوص وتم وضع كل منها على حدة. تشكلت رواسب الجليد والثلج في التجاويف. وعندما كان محور المريخ مائلاً جداً (أثناء العصر الجليدي الأخير للمريخ)، تراكم الجليد في خطوط العرض الوسطى(52).