حمیده احمدیان راد

هنگامی که شما به آسمان شب نگاه می کنید، سخت است که مکان شلوغ و پرآشوب منظومه شمسی را در میلیاردها سال قبل تصور کنید. منظومه شمسی حالا آرام به نظر می رسد در حالی که در ابتدای شکل گیری، سیارک ها و اشیای دیگر به طور مرتب به همدیگر ضربات محکم می زدند و بعضی وقت ها تخته سنگ های عظیمی با هم تصادف می کردند. درنهایت این برخوردها برای همیشه سطح سیاره ها را تغییر دادند و بعضی از این سنگ ها در نهایت به ماه ها تبدیل شدند. حالا دانشمندان می گویند که یکی از این تخته سنگ ها با نیمکره شمالی همسایه ما، مریخ، تصادف کرده است.

بازسازی سنگی که با مریخ برخورد کرده و چهره آن را تغییر داده

یافته های آنها به پرسشی که مدت های طولانی ذهن آنها را به خود مشغول کرده بود پاسخ می دهد. این پرسش این است که چرا نیمکره های شمالی و جنوبی سیاره سرخ این قدر متفاوت از هم به نظر می رسند.

بحث درباره علت تفاوت نیمکره شمالی و نیمکره جنوبی مریخ بیش از 30 سال قبل شروع شد. زمانی که دانشمندان ناسا فضاپیمای "وایکینگ" را به مدار دور مریخ فرستادند. فضاپیما اولین نقشه های با نمای نزدیک و تصاویری از هر چیزی که در سطح مریخ دیده می شد را به زمین ارسال کرد.

در کمال تعجب این تصاویر نشان دادند که بخش شمالی مریخ خیلی متفاوت از بخش جنوبی سیاره به نظر می رسد. یعنی در حالی که نیمکره شمالی صاف و بدون پستی و بلندی به نظر می رسید،‌ نیمکره جنوبی ناهموار بود و جابجا در آن چاله ها و کوه ها وجود داشتند. سپس فضاپیمای دیگر ناسا یعنیگلوبال سوروایور مریخ (Mars Global Surveyor) نشان داد که پوسته سیاره در نیمکره جنوبی ضخیم تر از پوسته نیمکره شمالی است.

در حقیقت به طور کلی نیمکره جنوبی مریخ چهار کیلومتر بلندتر از نیمکره شمالی سیاره است. چگونه چنین چیزی ممکن است؟ این مشاهدات سرفصل بحث هایی شد که چند دهه ادامه یافت. بعضی ها حدس می زدند که فعل و انفعالاتی که در زیر سطح سیاره رخ داده،‌ موجب شده نیمکره های شمالی و جنوبی سیاره پوسته های مختلفی داشته باشند. برخی فکر می کردند که برخورد تعداد زیادی از شهاب سنگ ها، ستاره های دنباله دار و یا اشیای دیگر در طول زمان، پوسته مریخ را در نیمکره شمالی تغییر داده است. تعداد دیگری از دانشمندان نیز حدس می زدند که تنها یک برخورد و تنها از یک شیء، دو چهره مختلف از سیاره را به وجود آورده است.

با مطالعه داده های دو فضاپیما، یعنی "ادیسه مریخ ناسا" و "گلوبال سوروایور مریخ" یک گروه از دانشمندان سیاره شناس توانستند زیر سطح آخرین گدازه ای که روی سطح مریخ جاری است را ببینند. درست مثل سطح زمین،‌ آتش فشان ها به شکل دوره ای گدازه روی سطح مریخ جاری می کنند. این گدازه جلوی دید دانشمندان از سنگ بستری که زیر لایه سطحی سیاره است را سد کرده بود.

اما سرانجام آنها در زیر گدازه یک چاله عظیم به اندازه مجموع قاره های آسیا و اروپا به همراه با استرالیا پیدا کردند که در مرز بین نیمکره شمالی و نیمکره جنوبی واقع شده بود. دانشمندان می گویند این کشف کلید مهمی برای حل معما است.

"جفری آندروهانا"،‌ یکی از دانشمندان سیاره شناس در مؤسسه "فناوری ماساچوست" می گوید:"این یک چاله بیضی شکل در مرز دو نیمکره است و تنها یک راه شناخته شده برای به وجود آمدن چنین چاله ای وجود دارد و آن هم برخورد است".

یافته های دیگر هم از نظریه برخورد حمایت بیشتری کردند. حالا دو گروه از محققان از برنامه های رایانه ای استفاده می کنند تا ببینند که چه نوع برخوردی می توانسته ظاهری دوگانه به مریخ داده باشد. آنها یک سری از فیلمنامه های رایانه ای ساخته اند که در آنها اشیای مختلف با سرعت ها و زوایای متفاوت با مریخ تصادف می کنند.

آنها بر این اساس تخمین زده اند که شیئی به اندازه پلوتون که با سرعت 32 هزار کیلومتر در ساعت به مریخ برخورد کرده انرژی کافی ای ایجاد کرده تا پوسته شمالی سیاره منفجر کند.

"فرانسیس نیمویک" دانشمند سیاره شناس از دانشگاه کالیفرنیا که برخی از این شبیه سازی های رایانه ای را انجام داده می گوید:"شیئی بزرگ به مریخ سیلی زده و پوسته یک نیمکره از این سیاره را شخم زده".

مشاهدات جدید این ایده که فرایندهایی در زیر سطح سیاره موجب تفاوت دو بخش سیاره شده را تأیید نمی کند. اما یک دانشمند سیاره شناس از دانشگاه کرنل می گوید":خوب است که یک ایده قدیمی را بگیریم و امکان پذیری واقعی فیزیکی آن را بررسی کنیم".

مریخ دو تا ماه به نام های فوبوس و دیموس دارد. این ماه ها درسال 1877 به وسیله ستاره شناس آمریکایی آصف هال (asaph  hall 1907-1829) کشف شدند.

این دو ماه، هردو ماه های کوچکی هستند. فوبوس 13.8 مایل یا 22.2 کیلومتر عرض دارد و عرض دیموس فقط 7.8 مایل یا 12.6 کیلومتر است.

ترکیبات تشکیل دهنده این ماه ها از آهن و سنگ است. آنها شاید از سیارک هایی باشند که به وسیله حوزه جاذبه ای مریخ گیر افتاده باشند. این ماه ها جو ندارند.

فوبوس: فوبوس که معنی ترس می دهد از دیموس بزرگ تر است. جرم فوبوس 1.08X10¹⁶ است. فوبوس در فاصله 5600 مایلی (9000 کیلومتری) به دور مریخ می گردد. اصلی ترین شکل فوبوس یک حفره بزرگ به نام "استیکنی" (نام همسر هال ستاره شناسی است که فوبوس را کشف کرد) است که 6.2 مایل (10 کیلومتر) عمق دارد.

دیموس: دیموس به معنی وحشت، کوچک تر از ماه دیگر مریخ است. دیموس فقط 7.8 مایل (12.6 کیلومتر) عرض دارد و جرم آن1.80×10¹⁵ است. دیموس در فاصله 14300 مایلی (23000 کیلومتری) از مریخ به دور آن می گردد.

مقالات مرتبط:

مریخ

سطح مریخ

ماه های مریخ

بازدیدها از مریخ

مریخ از نظر فاصله از خورشید چهارمین سیاره منظومه شمسی است. مریخ یکی از همسایه های دیوار به دیوار زمین در فضا است! مریخ هم مثل بقیه اجزای منظومه شمسی، 4.6 میلیارد سال پیش متولد شده است. اندازه مریخ نصف اندازه زمین است.

سطح مریخ

سطح مریخ خشک و سنگی و پوشیده از خاک غنی از آهن است. سطح مریخ دارای اشکال مختلفی است که در روی زمین هم وجود آنها عادی است. این اشکال شامل دشت ها، دره ها، آتشفشان ها، یخ های قطبی، آبراه ها و دره های تنگ می شود. اما حفره هایی که در روی سطح مریخ دیده می شود، در روی زمین نادر است.

دانشمندان شواهد محکمی پیدا کرده اند که نشان می دهد  زمانی آب روی سطح مریخ جاری بوده است.

اندازه

مریخ حدود 4222 مایل (6790 کیلومتر) قطر دارد. این رقم 53 درصد یا  کمی بیش از نصف قطر زمین است.

ترکیب سیاره ای

دانشمندان هنوز مطلب زیادی درباره مریخ نمی دانند. یک روش خوب برای مطالعه مریخ، کار گذاشتن شبکه ای از گیرنده های حرکتی به نام سیسمومتر روی سطح مریخ است. این ابزار، حرکات کوچک روی سطح را اندازه گیری می کند. دانشمندان این ابزار را به کار می گیرند تا درباره لایه های زیرین هم اطلاعاتی به دست آورند. محققان از این تکنیک معمولاً برای مطالعه داخل زمین استفاده می کنند.

دانشمندان چهار منبع کسب اطلاعات درباره داخل مریخ دارند. 1- محاسبه تراکم، جرم، نیروی جاذبه و مواد در حال گردش سیاره. 2- دانش به دست آمده درباره سیاره های دیگر. 3- تجزیه و تحلیل شهاب سنگ هایی که روی زمین می افتند 4- داده هایی که به وسیله سفینه های فضایی در حال گردش جمع آوری می شود. به این ترتیب دانشمندان فکر می کنند که مریخ شاید مثل زمین سه لایه اصلی داشته باشد.

جرم و تراکم و نیروی جاذبه

جرم مریخ 6.42X10²⁰ کیلوگرم است. این رقم یک نهم جرم زمین است. تراکم مریخ حدود 3.933 گرم بر سانتی متر مکعب است. این رقم 70 درصد تراکم زمین است. چون تراکم مریخ خیلی کمتر از تراکم زمین است، نیروی جاذبه در سطح مریخ فقط 38 درصد تراکم زمین است. یعنی وزن یک شخص 100 پوندی (45 کیلوگرمی) روی مریخ 38 پوند (17 کیلوگرم) می شود. اگر شخصی در مریخ سنگی را از ارتفاع به پایین بیندازد و همین سنگ را از ارتفاع روی زمین بیندازد، این سنگ کندتر از مریخ، روی زمین رها می شود.

مدار مریخ

مثل همه سیارات منظومه شمسی، مریخ هم در مداری بیضی شکل دور خورشید می گردد. ولی مدار آن بیشتر از بقیه سیاره ها (پلوتون استثنا است البته اگر واقعاً سیاره باشد) حالت بیضی شکل دارد. وقتی فاصله مریخ تا خورشید به کمترین میزان می رسد، اندازه آن 206620000 کیلومتر می شود و وقتی فاصله اش به بیشترین حد می رسد، میزان آن 249230000 کیلومتر می شود.

فاصله بین زمین و مریخ هم به موقعیت دو سیاره در مدارشان بستگی دارد. موقعی که این فاصله کم است میزان آن به 54500000 کیلومتر می رسد و وقتی فاصله زیاد است به 401300000 کیلومتر بالغ می شود.

کجی محور مریخ، مثل زمین، باعث می شود مقدار نور خورشیدی که روی بخش های مشخصی از سیاره می افتد در طول سال خیلی متفاوت باشد. در نتیجه مریخ هم مثل زمین فصل دارد.

طول روز و سال در مریخ

مثل زمین، مریخ هم از غرب به شرق حول محورش می چرخد. روز خورشیدی روی مریخ 24 ساعت و 39 دقیقه و 35 ثانیه است. این مدت، مدت زمانی است که در آن مریخ یک بار دور خودش می چرخد. یک روز زمینی 24 ساعت طول می کشد. یعنی هر روز روی مریخ 1.03 روز زمینی طول می کشد.

یک سال روی مریخ 687 روز زمینی به طول می انجامد. این زمان مدتی است که مریخ یک بار دور خورشید می گردد.

دما

متوسط دمای سطح مریخ 81- درجه فارنهایت (63- درجه سانتی گراد) است. تنوع دما از 68 درجه فارنهایت (20 درجه سانتی گراد) تا 220- درجه فارنهایت (140- درجه سانتی گراد) متغیر است. مریخ خیلی سردتر از زمین است.

هنگامی که جو گرد و غبار زیادی دارد، دمای جو می تواند گرم تر از حد طبیعی شود. چون گرد و غبار نور خورشید را جذب می کند و سپس بیشتر گرمای به دست آورده را به گازهای جو انتقال می دهد.

صورت ماه

عکسی که به وسیله ناسا گرفته شده به خاطر وجود سنگ ها و سایر اشکال زمین شناسی بر روی سطح مریخ نشان می دهد که مریخ شبیه به صورت یک بشر است.

ماه های مریخ

مریخ دو تا ماه دارد. فوبوس و دیموس. آنها احتمالاً سیارک هایی هستند که به مدار مریخ کشیده شده اند.

لایه های مریخ

پوسته: دانشمندان حدس می زنند که متوسط ضخامت پوسته مریخ 30 مایل (50 کیلومتر) است. احتمالاً ضخامت پوسته در شمال باریک تر از جنوب است.

بیشتر پوسته شاید از یک سنگ آتشفشانی به نام بازالت تشکیل شده باشد که غنی از آهن است. وجود بازالت در پوسته زمین و ماه هم عادی است. بعضی از سنگ های پوسته ای مریخ، به ویژه در نیمکره شمالی ممکن است شکلی از "آندزیت" (andesite) باشد که نوعی دیگر از سنگ آتشفشانی است که باز هم در روی زمین یافت می شود.

تفاوت آندزیت با بازالت در این است که آندزیت سیلیکات دارد ولی بازالت ندارد. سیلیکات از سیلیکون و اکسیژن تشکیل شده.

گوشته (mantle): ترکیبات تشکیل دهنده مریخ مشابه گوشته زمین است و عمدتاً از سیلیکون، اکسیژن، آهن و منیزیوم تشکیل شده. منبع گرمای داخل مریخ شاید مشابه منبع گرمای داخل زمین باشد. این گرما از شکستن هسته اتم های عناصری مثل اورانیوم، پتاسیم و توریوم ناشی می شود. به خاطر گرمای رادیو اکتیویته، متوسط دمای گوشته مریخ ممکن است 2700 درجه فارنهایت (1500 درجه سانتی گراد) باشد.

هسته: احتمالاً هسته مریخ از آهن، نیکل و سولفور تشکیل شده. تراکم مریخ اشاراتی به اندازه هسته آن می کند. تراکم مریخ کمتر از تراکم زمین است. بنابراین شعاع هسته مریخ باید کوچک تر از شعاع هسته زمین باشد. شعاع هسته مریخ شاید بین 900 و 1200 مایل (1500 و 2000 کیلومتر) باشد. برخلاف زمین که بخشی از هسته اش مذاب است، ممکن است که هسته مریخ جامد باشد.

دانشمندان حدس می زنند که هسته مریخ جامد باشد چون که مریخ حوزه مغناطیسی قابل توجهی ندارد. حوزه مغناطیسی اثری است که یک شیء مغناطیسی در نواحی اطرافش به جا می گذارد. وجود حرکت در داخل هسته مذاب سیاره، هسته را شیئی مغناطیسی می کند. این حرکت در هسته مذاب هم با چرخش سیاره ایجاد می شود.

بعضی از داده ها از وجود سنگ های مغناطیسی قوی تر در میان سنگ های قدیمی مریخ حکایت دارد. بنابراین شاید در گذشته های دور داخل مریخ داغ تر بوده و این سیاره هسته مذاب داشته است.

جو

مریخ جو خیلی باریکی دارد. این جو از 95.3 درصد دی اکسید کربن، 2.7 درصد نیتروژن و 1.6 درصد آرگون، 0.07 درصد مونوکسید کربن و 0.03 درصد بخار آب تشکیل شده. جو مریخ نسبت به جو زمین که 21 درصد اکسیژن دارد، اکسیژن خیلی کمتری دارد. میزان اکسیژن در مریخ فقط 0.13 درصد است.

در سطح مریخ فشار جوی 0.7 درصد فشار جو در سطح زمین است. وقتی روی مریخ فصل ها تغییر می کنند، فشار جوی در سطح آن 20 تا 30 درصد تغییر می کند. این به بیضی بودن زیاد مدار مریخ برمی گردد. مریخ در طول زمستان نسبت به تابستان حدود 20 درصد به خورشید نزدیک تر است. به خاطر همین در یک سال مریخی، کلاه قطبی شمالی نسبت به کلاه قطبی جنوبی دی اکسید کربن بیشتری جذب می کند.

ذخایر زیادی از دی اکسید کربن یخ زده در قطب های شمال و جنوب مریخ وجود دارد. در طول فصل گرما بخشی از کلاه قطبی ذوب می شود و دی اکسید کربن آزاد می شود. در طول فصل سرما بخشی از کلاه قطبی یخ می زند و دی اکسید کربن جو کم  می شود.

مقدار زیادی ذرات گرد و غبار معلق در جو مریخ وجود دارد. این ذرات که حاوی مقدار زیادی اکسید کربن است، نور آبی را جذب می کند. بنابراین آسمان آبی کمی دارد و رنگش به صورتی-زرد می زند.

ابرهای مریخ

در جو مریخ ابرهای باریکی که از ذرات دی اکسید کربن یخ زده تشکیل شده اند می توانند در عرض های جغرافیایی بالا شکل بگیرند. علاوه بر ابرها وجود مه رقیق و ذرات یخ آب هم در مریخ معمول است. مه و بخار مخصوصاً در اول صبح معمول است. در این زمان دما به کمترین میزان خود می رسد و بخار آب بیشتر به هم فشرده می شود.

باد و توفان های گرد و غبار

در مریخ فشردگی یا تبخیر دی اکسید کربن در قطب ها، گردش هوا را تحت تأثیر قرار می دهد. موقعی که زمستان شروع می شود، دی اکسید کربن جو در قطب ها به هم فشرده می شود و بیشتر دی اکسید کربن به قطب ها می رود تا در آنجا مستقر شود. موقعی که بهار از راه می رسد، برفک دی اکسید کربن تبخیر می شود و در نتیجه گاز از  قطب ها به جاهای دیگرجریان پیدا می کند.

بیشتر بادهای روی سطح مریخ آرامند و سرعت هایی در حدود شش مایل در ساعت (10 کیلومتر در ساعت) دارند. بادهای تندی با سرعت 55 مایل در ساعت (90 کیلومتر در ساعت) هم مشاهده شده اما به هر صورت این تندبادها هم نسبت به بادهایی با همان سرعت در زمین نیروی خیلی کمتری دارند و این به خاطر تراکم کمتر جو مریخ است.

جو سیاره مریخ هم مثل جو زمین ابرهایی دارد و یک رسوب یخ نیز در قطب شمالش وجود دارد

بادهای کوچک و چرخان می توانند گرد و غبار را از سطح مریخ بلند کنند. این بادها توفان های کوچک ولی موذی ای مثل ترنادو درست می کنند. توفان های گرد و غباری بزرگ وقتی به وجود می آید که باد گرد و غبار را به سمت بالای جو می برد. گرد و غبار نور خورشید را جذب می کند و هوای اطراف را گرم می کند. هنگامی که گرمای هوا بیشتر می شود، بادهای بیشتری به وجود می آید و گرد و غبارهای بیشتری را بالا می برد. در نتیجه توفان قوی تر می شود.

توفان های گرد و غبار با مقیاس های بزرگ تر، می توانند منطقه ای به وسعت بیش از 200 مایل (320 کیلومتر) تا چند هزار کیلومتر را در بربگیرند. بزرگ ترین توفان ها ممکن است تمام سطح مریخ را بپوشانند. این توفان ها اندازه غیر معمولی ندارند ولی ممکن است چند ماه به طول انجامند. قوی ترین توفان ها تقریباً تمام سطح مریخ را از نظرها پنهان می کنند. چنین توفان هایی در سال 1971 و 2001 رخ دادند.

هر موقع مریخ بیشتر به خورشید نزدیک می شود، توفان های گرد و غبار معمول تر می شود. دلیل این که در این شرایط توفان های بیشتری رخ می دهند این است که خورشید جو مریخ را بیشتر گرم می کند.

چرا رنگ مریخ سرخ است؟

اگر از زمین نگاه کنیم، رنگ مریخ نارنجی مایل به قرمز براق و روشن است. این رنگ به خاطر این است که خاک مریخ از مواد معدنی غنی از آهن تشکیل شده. این رنگ همچنین شبیه به رنگ زنگ زدگی است که به خاطر ترکیب آهن و اکسیژن است.

برخلاف زمین، در سطح مریخ آب مایع وجود ندارد. رنگ نارنجی مایل به قرمز مریخ از مقدار زیاد آهنی که در خاکش وجود دارد ناشی می شود. عکس از سایت ناسا

تصویری از مریخ برای رنگ کردن.

مقالات مرتبط:

مریخ

سطح مریخ

ماه های مریخ

بازدیدها از مریخ