الرياح والمحيطات تحت الأرض - نتائج إضافية من بلوتو

يواصل العلماء في جميع أنحاء العالم تحليل البيانات التي أرسلتها مركبة الفضاء نيو هورايزونز عندما مرت بالقرب من بلوتو وقمره شارون في عام 2015

الرياح على بلوتو

ومن أبرز التكوينات الموجودة على سطح بلوتو هو تكوين القلب تومبو ريجيو الذي سمي على اسم عالم الفلك الذي اكتشف هذا الكوكب. إنه في الواقع نهر جليدي ضخم مصنوع بالكامل من جليد النيتروجين. اتضح أن هذا النهر الجليدي يؤثر على دوران الغلاف الجوي. ومن قياسات المركبة الفضائية نيو هورايزونز، اتضح أنه خلال النهار تسخن وتتبخر طبقة رقيقة من الجليد في هذه المنطقة. وفي الليل، تتكثف هذه الأبخرة لتشكل الجليد النيتروجيني مرة أخرى. هذه في الواقع عملية دورية. تشبه كل دورة من هذه الدورات نبضات القلب التي تقوم بتدوير رياح النيتروجين حول بلوتو. وهذه الحركة الدورية تدفع الغلاف الجوي ليقوم بحركة معاكسة في الاتجاه المعاكس لحركة بلوتو حول نفسه. عندما يضرب الهواء الأرض فإنه ينقل الحرارة وحبيبات الجليد وجزيئات الضباب مما يخلق هبوب رياح واسعة النطاق عبر المناطق الشمالية والشمالية الغربية.

يتركز معظم جليد بلوتو النيتروجيني في شكل القلب. ويبلغ طول الفص الأيسر من الفص أكثر من 1000 كيلومتر ويقع في حوض عميق يبلغ عمقه 3 كيلومترات يسمى سبوتنيك بلانيتيا. في الفص الأيمن من التكوين توجد هضاب الأنهار الجليدية النيتروجينية.
باستخدام نموذج محوسب لاختبار دوران الهواء وتأثيره على السطح. وتبين أن الرياح الواقعة على ارتفاع 4 كيلومترات فوق سطح الأرض تهب في اتجاه الغرب (عكس حركة بلوتو حول نفسه). عندما يتبخر النيتروجين الموجود في تكوين القلب في جزئه الشمالي ويتحول إلى جليد في الجنوب. وتسبب حركتها هبوب الرياح في اتجاه الغرب. لم يتم ملاحظة هذه الظاهرة في أي مكان آخر في النظام الشمسي باستثناء ربما على قمر نبتون تريتون. وفي هذا النموذج يوجد أيضًا تيار هوائي قوي بالقرب من الأرض على طول الحدود الغربية لسبوتنيك بلانيتيا. يشبه تدفق الهواء أنماط حركة الهواء على الأرض كما في - في Kuroshio على طول الجانب الشرقي من آسيا. إن تكثيف النيتروجين في الغلاف الجوي هو الذي يحرك نمط الرياح هذا. الصخور الكبيرة في هذه المنطقة تحبس الهواء البارد داخل الحوض. ويبدأ بالتحرك في الدورة الدموية ويزداد قوة مع مروره بالمنطقة الغربية. ربما تكون منطقة سبوتنيك بلانيتيا لا تقل أهمية عن تأثير المحيط على مناخ الأرض (1).

المحيط الجوفي

وبعد وصول صور نيوهورايزنز إلى الأرض، تمت مقارنتها بنماذج مختلفة حاولت إعطاء تنبؤات مختلفة فيما يتعلق بالتطورات الحرارية في المناطق الداخلية من بلوتو. والماء كما هو معروف يحتل حجماً أكبر عندما يتجمد ويتحول إلى ثلج، ويشغل حجماً أصغر عندما يذوب ويتحول إلى سائل. فيما يتعلق بتطور بلوتو، فإن كل حالة من هذه المواقف لها معاني مختلفة من حيث التكتونيات، وخصائص سطح بلوتو وداخله.

إذا بدأ بلوتو ككوكب بارد وذاب الجليد الموجود بداخله، لكان الكوكب قد انكمش وسترى ميزات الضغط على السطح. ولو كان قد بدأ كجسم ساخن لاتسعت، وعندما تجمد المحيط المائي للاحظت ملامح التمدد على السطح. ما تراه في الصور هو الكثير من الأدلة على التوسعات على السطح، ولكن لا يوجد دليل على الضغط على السطح. وبالتالي فإن الأدلة تدعم الفرضية القائلة بأن بلوتو بدأ بمحيط سائل.

تعتبر التطورات التكتونية والحرارية المتعلقة بنشأة بلوتو ككوكب أكثر تعقيدًا بعض الشيء. وذلك لأنه بعد ذوبان الكوكب تدريجيًا، تعرض المحيط تحت الأرض لمزيد من التجمد. ولذلك سيبدأ الانكماش في وقت مبكر وسيتبعه التوسع. مع بداية ساخنة جديدة، حدث التوسع طوال تاريخ بلوتو.

وأظهرت الحسابات أنه إذا تم تخزين كل طاقة الجاذبية كحرارة، فإنها ستخلق حتما محيطا سائلا بدائيا (2).

مركبة فضائية أخرى إلى بلوتو؟

أثارت النتائج التي توصلت إليها مركبة الفضاء نيو هورايزنز والاستنتاجات المفاجئة شهية الباحثين وبدأوا في الحديث عن التخطيط لإطلاق مركبة فضائية أخرى إلى بلوتو. هذه المرة ليست رحلة عبور، بل مركبة فضائية ستدخل مدارًا حولها وتقوم بمراجعة كاملة لها. وتكون مدة المهمة سنتين وطنيتين. وفي نهاية المهمة، سيتم توجيه المركبة الفضائية إلى جسم صغير آخر في حزام كوفير وكوكب آخر يقع في هذا الفضاء من النظام الشمسي. والمعنى أن المركبة الفضائية ستستخدم قوة الجاذبية لنعشها القمري ومنها إلى الكوكب الآخر (3).

بل سيكون من المفيد تجهيز المركبة الفضائية بمركبة صالحة لجميع التضاريس يمكنها الهبوط على بلوتو. أما بالنسبة لشارون فإن المسار المطلوب لاختبار الجرمين هو استخدام مسار طيران حلقي حيث تدخل المركبة الفضائية في مدار حول بلوتو وعند النقطة المختارة لهذا الغرض تتحرك باتجاه شارون وتقوم بنصف دورة وتعود إلى دائرة بلوتو، وتدور حولها. ويعود إلى شارون مرة أخرى. وهي تقنية طيران استخدمها الروس لأول مرة في لونا 3 التي انطلقت إلى القمر.

מקורות
1. "قلب بلوتو الجليدي يجعل الرياح تهب" 5.2.2020

2. "تدعم الأدلة سيناريو "البداية الساخنة" والتشكل المبكر للمحيطات على بلوتو"23.6.2020

3. مايك وول - "ناسا تتطلع إلى إمكانية العودة إلى بلوتو، مع إقامة أطول" 1.11.2019

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

• بلوتو - نتائج إضافية
• يسلط بحث جديد الضوء على تكوين الحزام التكتوني حول قمر بلوتو شارون
• قامت نيوهورايزنز بتصوير السهول المتجمدة داخل "قلب" بلوتو