لماذا يبدو جزء من القطب الجنوبي للمريخ مثل الجبن السويسري؟

تكشف صورة جديدة نشرتها وكالة ناسا عن العديد من الحفر والمنخفضات في طبقة الجليد المكونة من ثاني أكسيد الكربون في القطب الجنوبي للكوكب. كيف تتكون هذه الحفر التي أطلق عليها شكلها الخاص لقب "طريق الجبن السويسري"؟

في صورة جديدة وجميلة لوكالة الفضاء الأمريكية نشرت في بداية الشهر راجع طريق "الجبن السويسري".، وهو الاسم الذي يطلق على المنخفضات والحفر التي تشكل طبقة من جليد ثاني أكسيد الكربون (CO₂) المعروف أيضًا باسم "الثلج الجاف"، وهو موجود في القطب الجنوبي للكوكب الأحمر.

تُظهر الصورة أيضًا حفرة أعمق وأكبر في الجانب الأيمن العلوي من الصورة. باحثو ناسا غير متأكد فيما يتعلق بأصله - ربما يكون قد نشأ عن طريق اصطدام كويكب، أو عن طريق الانهيار نتيجة تسامي (ارتفاع) جليد ثاني أكسيد الكربون - وهي عملية انتقال مباشر من الحالة الصلبة إلى الغاز (يمكن رؤية بقايا جليد ثاني أكسيد الكربون في أسفل الحفرة).

تم التقاط الصورة في 25 مارس 2017 بواسطة "البوصلة لمسح المريخ(MRO، اختصار لـ Mars Reconnaissance Orbiter)، مركبة فضائية تابعة لوكالة ناسا تدور حول المريخ منذ عام 2006. تبلغ دقة الصورة 50 سنتيمترًا لكل بكسل، وقد تم التقاطها بواسطة الكاميرا التلسكوبية للمركبة الفضائية، والمعروفة باسم HiRISE (اختصار لـ تجربة علمية للتصوير عالي الدقة). .

لكي نفهم كيف تتشكل تلك "ثقوب الجبن السويسرية" في الجليد الجاف، يجب علينا أولا أن نفهم كيف تتصرف أقطاب المريخ، وخاصة القطب الجنوبي، حيث لا يمكن رؤية سوى تلك الثقوب الغريبة.

المريخ، مثل الأرض، لديه قمم جليدية في قطبيه. يتكون الجليد من طبقة مركزية من جليد الماء، لكنه في الشتاء يُغطى بطبقة رقيقة من جليد ثاني أكسيد الكربون - الجليد الجاف (المريخ له مواسم مشابهة للأرض، لأنميل محور الدوران درجة حرارته 25 درجة، أي أكثر قليلاً من درجة حرارة الأرض). مصدر الجليد الجاف الموسمي هو الغلاف الجوي الرقيق للمريخ، والذي يتكون من ثاني أكسيد الكربون بنسبة 95%. وفي الشتاء تكون درجات الحرارة عند القطبين يسقط أقل من 125 درجة مئوية تحت الصفر - درجة الحرارة حيث ثاني أكسيد الكربون₂ يتجمد ويغوص على الأرض، في طبقة من الصقيع يبلغ عمقها حوالي متر واحد. ومع قدوم الربيع، يتحول ثاني أكسيد الكربون إلى غاز ويختفي مرة أخرى في الغلاف الجوي.

وتحدث ظاهرة الجليد الجاف الموسمي هذه في كلا القطبين، لكن في القطب الجنوبي تضاف ظاهرة أخرى وهي طبقة جليد ثاني أكسيد الكربون الدائمة، والتي تبقى في كل فصول السنة الحمراء. ويغطي طبقة الجليد المائي، وويصل عمقها إلى حوالي 10 أمتار. وجوده ممكن بفضل حقيقة أن القطب الجنوبي للمريخ أبرد من القطب الشمالي، وحتى في الصيف تكون درجات الحرارة منخفضة بدرجة كافية لبقاء ثاني أكسيد الكربون في حالة صلبة.

وتنشأ ثقوب "الجبن السويسري"، بحسب الباحثين، نتيجة تسامي طبقة الجليد الجاف الدائم - ثاني أكسيد الكربون الصلب الذي يتحول مباشرة إلى غاز. ويصل عمق المنخفضات إلى حوالي 10 أمتار، أي إلى طبقة الجليد المائي أسفل طبقة الجليد الجاف، ويتراوح حجمها من عشرات إلى مئات الأمتار.

وتتطور الحفر والمنخفضات ببطء خلال فصل الصيف بسبب التسخين الناتج عن أشعة الشمس. وفي الصيف تظهر الشمس منخفضة جداً في السماء في المنطقة القطبية، وتضربها أشعتها بزاوية مائلة. وبهذه الطريقة فإن المناطق التي تستقبل معظم الإشعاع هي جدران الحفر شديدة الانحدار، بحيث تتطور بشكل رئيسي إلى الجوانب، وأقل إلى العمق.

قد يناسب لقب "الجبن السويسري" الحفر المستديرة في الصورة الجديدة، لكن التجاويف تظهر بأشكال عديدة ومتنوعة - بعضها مستدير بالكامل تقريبا، وبعضها له أشكال غير متماثلة مثل القلب، وبعضها متعرج وضيق مثل الثعابين.

عمليات رصد متعددة السنوات بواسطة مسبار MRO وأول مسبار اكتشفها ودرسها، مساح المريخ العالمي (التي أجريت بين عامي 1996 - 2006)، أتاحت للباحثين التعرف على التطور السنوي في المنخفضات. يقدرون أن المنخفضات والحفر تتوسع بمعدل متوسط ​​يبلغ حوالي 3 أمتار سنوياً، وفي بعض الأجزاء يمكن أن يزيد المعدل إلى 8 أمتار سنوياً.

قد يبدو هذا المعدل بطيئًا إلى حد ما، لكن ما يعنيه هو أنه مع مرور الوقت الجيولوجي، تتكون الطبقة الجليدية الدائمة من ثاني أكسيد الكربون كان من المفترض أن تختفي تماما. إلا أن وجود مناطق ملساء وغير متندبة في الحفر، يشير إلى عملية تجدد معاكسة لطبقة الجليد الجاف، وتحولها إلى ظاهرة مستقرة.

النماذج المناخية الحالية للمريخ لا أستطيع أن أشرح تشكيل طبقة جليد ثاني أكسيد الكربون الدائمة₂ في القطب الجنوبي. ويأمل الباحثون أن تسمح لهم الملاحظات المطولة لمسبار MRO بفهم ليس فقط الديناميكيات التي تتطور فيها المنخفضات والحفر، بل أيضًا انت ايضا العمليات الجوية التي يتم فيها احتجاز ثاني أكسيد الكربون وإطلاقه من الجليد القطبي، وتاريخ وتطور المناخ على المريخ.

لإعلان ناسا