الكشف عن البنية الداخلية للمريخ: تكتشف ناسا طبقة منصهرة ملفوفة حول قلب الكوكب – في اختراق يمكن أن يوفر أدلة أساسية حول تكوينه

مثل الأرض، تظل الكثير من الدواخل الصخرية للمريخ غامضة إلى حد ما لأن باطن الكوكب لا يمكن للبشر الوصول إليه.

لكن يمكن أن يوفر تقدم كبير جديد رؤى جديدة حول كيفية تشكل المريخ وتطوره وتحوله إلى عالم قاحل كما هو عليه اليوم.

وذلك لأن دراستين جديدتين ساعدتا في الكشف عن طبقة منصهرة لم تكن معروفة سابقًا وملفوفة حول قلب الكوكب.

وقارنه العلماء المشاركون بـ “بطانية التدفئة”، ويقولون إن الاكتشاف يشير إلى أن قلب المريخ من المرجح أن يكون أصغر حجما وأكثر كثافة مما كان يعتقد سابقا.

وقد وُصفت النتائج التي توصلوا إليها بأنها “التقديرات الأكثر دقة ودقة حتى الآن لبنية قلب المريخ ووشاحه”.

قطع الكوكب الأحمر: قارنه العلماء بـ “بطانية التدفئة” ويقولون إن الاكتشاف يشير إلى أن قلب المريخ من المحتمل أن يكون أصغر حجمًا وأكثر كثافة مما كان يعتقد سابقًا

وقال فيدران ليكيتش، أستاذ الجيولوجيا في جامعة ميريلاند والمؤلف المشارك في إحدى الدراسات الجديدة: “إن البطانية لا تعزل الحرارة القادمة من القلب وتمنع القلب من التبريد فحسب، بل تركز أيضًا العناصر المشعة التي الاضمحلال يولد الحرارة.

“وعندما يحدث ذلك، فمن المحتمل أن يكون القلب غير قادر على إنتاج حركات الحمل التي من شأنها إنشاء مجال مغناطيسي – وهو ما يمكن أن يفسر سبب عدم وجود مجال مغناطيسي نشط حول المريخ حاليًا.”

ويعتقد الخبراء أن المريخ كان لديه مجال مغناطيسي مماثل للأرض، والذي توقف منذ مليارات السنين ولم يترك وراءه سوى بقع من المغناطيسية بفضل المعادن الممغنطة في قشرة المريخ.

وبدون درع وقائي يحيط به، لكان الكوكب الأحمر حينها معرضًا بشدة للرياح الشمسية القاسية، مما يتسبب في فقدانه لكل الماء الموجود على سطحه ويجعله غير قادر على الحفاظ على الحياة.

ويعتقد ليكيتش أن الاختلاف في التركيب الداخلي بين الأرض والمريخ من المرجح أن يفسر سبب اتخاذ الكوكبين مسارات تطورية مختلفة للغاية، مما أدى إلى تشكل الحياة على الأرض منذ حوالي 3.7 مليار سنة.

وقال الباحثون: “إن الغطاء الحراري للنواة المعدنية للمريخ بواسطة الطبقة السائلة في قاعدة الوشاح يعني أن المصادر الخارجية ضرورية لتوليد المجال المغناطيسي المسجل في قشرة المريخ خلال أول 500 إلى 800 مليون سنة من تطورها”. المؤلف الرئيسي للورقة هنري صموئيل، من المركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي.

“يمكن أن تكون هذه المصادر تأثيرات حيوية أو حركة أساسية ناتجة عن تفاعلات الجاذبية مع الأقمار الصناعية القديمة التي اختفت منذ ذلك الحين.”

وأضاف الباحثون أن النتائج ستساعد في تعزيز فهم العلماء لكيفية تشكل الكواكب الأرضية مثل المريخ والأرض، بالإضافة إلى الكشف عن المزيد حول مكوناتها.

تم رسم البنية الداخلية للكوكب الأحمر في الأصل بواسطة مهمة InSight التابعة لناسا، وهي مسبار هبط على المريخ في نوفمبر 2018 واختتم مهمته العام الماضي.

الاستنتاج: تدعم الدراسات الجديدة النظريات القائلة بأن المريخ كان في يوم من الأيام محيطًا منصهرًا من الصهارة التي تبلورت لاحقًا لتنتج طبقة من ذوبان السيليكات المخصبة بالحديد والعناصر المشعة في قاعدة عباءة الكوكب.

ومع ذلك، لا يزال العلماء يتدفقون على البيانات من المهمة.

وهذا ما ساعد في الكشف عن وجود طبقة رقيقة من السيليكات المنصهرة – وهي معادن مكونة للصخور تشكل القشرة والوشاح لكل من الأرض والمريخ – تحيط بالنواة الحديدية السائلة للكوكب الأحمر.

ومع الاكتشاف الجديد لهذه الطبقة، خلص الباحثون إلى أن نواة المريخ من المرجح أن تكون أكثر كثافة وأصغر مما أشارت إليه التقديرات السابقة.

ويدعم هذا الافتراض أيضًا البيانات الجيوفيزيائية وتحليل النيازك المريخية.

تشير دراسة جديدة منفصلة أجراها باحثون في ETH Zürich في سويسرا أيضًا إلى أن نواة الحديد السائل محاطة في الواقع بطبقة سمكها 93 ميلًا (150 كيلومترًا) من صخور السيليكات شبه المنصهرة، والتي كان يُعتقد خطأً أن الجزء العلوي منها عبارة عن سطح النواة.

كيف تطور المريخ: يقول الخبراء إن الحرارة القادمة من هذه العناصر المشعة قد غيرت بشكل كبير التطور الحراري وتاريخ التبريد في عالم المريخ.

اقترح تحليل القياسات من InSight في عام 2021 أن المريخ لديه نواة منخفضة الكثافة تتكون من الحديد السائل وعناصر أخف مثل الكبريت والكربون والأكسجين والهيدروجين.

ومع ذلك، فإن هذا لا يتناسب مع التقديرات الخاصة بمدى وفرة هذه العناصر الأخف في وقت تشكل الكوكب الأحمر.

وتدعم الدراسات الجديدة النظريات القائلة بأن المريخ كان في يوم من الأيام محيطًا منصهرًا من الصهارة التي تبلورت لاحقًا لإنتاج طبقة من ذوبان السيليكات المخصبة بالحديد والعناصر المشعة في قاعدة عباءة الكوكب.

ويقول الخبراء إن الحرارة القادمة من هذه العناصر المشعة قد غيرت بشكل كبير التطور الحراري وتاريخ التبريد في عالم المريخ.

وقال ليكيتش: “هذه الطبقات، إذا انتشرت على نطاق واسع، يمكن أن يكون لها عواقب كبيرة جدًا على بقية الكوكب”.

“يمكن أن يساعدنا وجودها في إخبارنا ما إذا كان من الممكن توليد المجالات المغناطيسية والحفاظ عليها، وكيف تبرد الكواكب بمرور الوقت، وأيضًا كيف تتغير ديناميكيات تصميماتها الداخلية بمرور الوقت”.

وقد تم نشر الدراستين الجديدتين في مجلة Nature هنا وهنا.

ما هي الأدوات الرئيسية الثلاثة لـ INSIGHT؟

الأدوات: كان لدى مركبة الهبوط InSight (في الصورة) ثلاث أدوات رئيسية

سمحت ثلاث أدوات رئيسية لمركبة الهبوط InSight بقياس نبض الكوكب الأحمر:

مقياس الزلازل: حملت مركبة الهبوط InSight أ مقياس الزلازل، SEIS، الذي استمع إلى نبض المريخ.

سجل هذا الموجات التي تنتقل عبر البنية الداخلية للكوكب.

إن دراسة الموجات الزلزالية تخبرنا بما قد يكون سببًا لهذه الموجات.

على المريخ، يشتبه العلماء في أن الجناة قد تكون زلازل مريخية، أو نيازك تضرب السطح.

مسبار الحرارة: قام مسبار التدفق الحراري، HP3، التابع لـ InSight، بالحفر بشكل أعمق من أي مجارف أو مثقاب أو مجسات أخرى على المريخ قبله.

تم تكليفه بالتحقيق في مقدار الحرارة التي لا تزال تتدفق من المريخ.

هوائيات الراديو: مثل الأرض، يتذبذب المريخ قليلاً أثناء دورانه حول محوره.

ولدراسة ذلك، قام هوائيان لاسلكيان، وهما جزء من أداة RISE، بتتبع موقع مركبة الهبوط بدقة شديدة.

وقد ساعد ذلك العلماء على اختبار ردود أفعال الكوكب وزودهم بمعلومات حول كيفية تأثير البنية الداخلية العميقة على حركة الكوكب حول الشمس.