“أقدم دليل على وجود الماء على المريخ يكشف أنه كان حارًا جدًا – ScienceAlert”

كان هناك ماء على المريخ منذ 4.45 مليار سنة، وذلك بعد فترة قصيرة من تكوين الكوكب من الغبار المتبقي من الشمس المتنامية.

الدليل؟ حبة صغيرة من الزركون، أصغر من عرض شعرة إنسان، تحتوي على معادن لا يمكن أن تكون قد تشكلت إلا في وجود الماء. المفاجأة؟ يجب أن يكون هذا الماء ساخنًا، مثل الينابيع الساخنة، أو الفتحات الحرارية تحت المحيط.

تخبرنا الاكتشافات عدة أشياء. أولاً، أن توصيل الماء إلى المريخ خلال الأيام الأولى من النظام الشمسي كان مشابهًا لذلك الموجود على الأرض. ثانيًا، قد يتوافق وجود الماء الساخن مع أنواع الحياة الميكروبية المتطرفة التي نراها في البيئات الجيوحرارية والحرارية المائية.

“الصورة الناشئة هي أن المريخ المبكر والأرض كان لديهما شيء مشترك – كلاهما كان رطبًا. من المعروف من تحليل أقدم الزيركونات على الأرض أن المياه السائلة كانت موجودة منذ ما لا يقل عن 4.3 مليار سنة مضت. لدينا الآن دليل على وجود الماء على المريخ يعود إلى وقت أقدم من ذلك”، قال الجيولوجي آرون كافوسي من جامعة كورتين في أستراليا لScienceAlert.

“الدليل على وجود الماء في المريخ مبكرًا يتوافق مع الأدلة الوفيرة على الماء في المريخ خلال الفترة النوحية، التي استمرت من 4.1 إلى 3.7 مليار سنة مضت. هناك أدلة جيولوجية جيدة على بقايا حياة على الأرض في ذلك الوقت، فلماذا لا يكون الأمر كذلك في المريخ إذا كانت الظروف مشابهة؟ لقد سلكت هاتان الكوكبان مسارات مختلفة بوضوح منذ ذلك الحين.”

زيركون صغير يكشف عن أقدم دليل على وجود الماء على المريخ... وكان حارًا<>
صورة ميكروغرافية للزيركون. (Gillespie et al., Sci. Adv., 2024)

تاريخ الماء على كوكب المريخ من الصعب تجميعه لأنه، حسنًا، هو بعيد جدًا في المريخ، حيث إن جهود استكشافنا عظيمة ولكنها محدودة. ومع ذلك، بين الحين والآخر، يأتي إلينا قطعة من المريخ. واحدة من هذه القطع هي النيزك المريخي الشهير NWA 7034، أو “الجمال الأسود”، الذي اكتشف في صحراء الصحراء الكبرى في عام 2011.

NWA 7034 هو قطعة تزن 320 جرامًا (11.3 أونصة) من البريشيا البركانية، وهي كتلة من الصخور تتكون من قطع أخرى من الصخور، مثل حلوى عيد الميلاد. بعض القطع التي تشكل النيزك هي بلورات صغيرة من الزركون – وهي كنز حقيقي لعلماء الجيولوجيا الراغبين في دراسة تاريخ المريخ وتاريخ النيزك نفسه.

قبل فترة ليست طويلة، درس العلماء في جامعة كورتين زركون NWA 7034 ووجدوا أدلة على أن هذه الكتلة من الصخور قد تعرضت لضربة من اصطدام كويكب ضخم قبل 4.45 مليار سنة.

الآن، قام الباحثون بقيادة الجيولوجي الكيميائي جاك جيلسبي، من جامعة كورتين في وقت الدراسة، بإلقاء نظرة أقرب على بعض المعادن المحصورة داخل الزركون. باستخدام المجهر النانوي، اكتشفوا آثارًا من الحديد، واليوروبيوم، والألمنيوم، والصوديوم التي تواجدت داخل الزركون أثناء تكوينه.

استغرق الأمر البحث قليلاً حول المنزل لمعرفة ما يجب أن تكون عليه عملية ترسيب هذه المعادن.

زركون صغير يكشف عن أقدم دليل على وجود الماء على المريخ... وكان حارًا<>
meteorite الجمال الأسود. (ناسا)

“تشكل عناصر مثل الحديد والألمنيوم والصوديوم سلسلة من الطبقات الجميلة في الزركون المريخي، مشابهة لتلك الموجودة في البصل. هذه العناصر ليست موجودة عادةً في الزركون؛ بعد العثور عليها في الزركون المريخي، عدنا لنجعل اهتمامنا نحو الأرض لنبحث عن البيئات التي تتشكل فيها,” شرح كافوسي.

“واحدة من الأماكن القليلة على الأرض حيث توجد الزركونات مع طبقات جميلة من هذه العناصر هي من سد الأولمبي، وهو إيداع ضخم من النحاس واليورانيوم والذهب في جنوب أستراليا. العلاقة هنا هي أن زركونات سد الأولمبي معروفة بأنها تشكلت في نظام مغناطيسي-حراري. وهذا يعني أن السوائل المائية الساخنة كانت موجودة وتفاعل مع الجرانيت عند تشكيل الزركونات. هذه السوائل زودت العناصر النادرة غير العادية، وفي سد الأولمبي، كانت أيضاً تركز المعادن الاقتصادية.”

<>

لا نعرف درجة حرارة المياه على كوكب المريخ. قد تكون في أي مكان من بضع مئات إلى أكثر من 500 درجة مئوية (932 درجة فهرنهايت)، مماثلة لمياه يلوستون. كما أننا لا نعرف مقدار المياه التي كانت موجودة.

لكن الاكتشاف يظهر أنه كانت هناك مياه على المريخ بعد فترة قصيرة من تكوين الكواكب قبل حوالي 4.5 مليار سنة، تتدفق في قشرة الكوكب، وتُسخن بواسطة النشاط البركاني الذي كان أكثر نشاطًا عندما كان الكوكب شابًا. وهذا يعني أن المريخ قد كان في الواقع رطبًا جدًا، مع وصول المياه بنفس الطريقة التي وصلت بها المياه إلى الأرض – عبر المذنبات والكويكبات، ودمجها في الكوكب أثناء تكوينه.

قال كافوسي: “لا يمكننا أن نقول على وجه اليقين ما إذا كانت المياه السائلة موجودة على السطح في ذلك الوقت، ولكننا نعتقد أن ذلك ممكن. من المحتمل أن بعض هذه السوائل الماغماتية كانت قد هربت إلى السطح وساهمت في توفير المياه في الغلاف الجوي.”

“هذا يعني وجود العديد من الأماكن الدافئة والرطبة في داخل القشرة، وربما على، سطح المريخ. تساعد البيانات مثل تلك الموجودة في دراستنا على توضيح مفهوم الظروف القابلة للسكن في وقت مبكر استنادًا إلى التحليل المباشر للمواد التي تشكلت في ذلك الوقت.”

زركون صغير يكشف عن أقدم دليل على وجود الماء على المريخ... وكان حارًا
رسم بياني لتاريخ حياة بلورة الزركون في نيزك بلاك بيوتي. (Gillespie et al., Sci. Adv., 2024)

<>

الآن بعد أن اكتشف الباحثون أدلة على أن الماء الساخن كان موجودًا في يوم من الأيام على المريخ، يمكنهم العمل على توضيح نتائجهم بشكل أكبر. لا نعرف ما إذا كانت النشاطات الماغماتية التي سخنت الماء ناتجة عن نشاط داخل المريخ، أو من القصف الكويكبي الذي عصف بالنظام الشمسي المبكر، على سبيل المثال. كما أننا لا نعرف ما إذا كانت الأنظمة الحرارية المائية شائعة على المريخ.

سيكون أمرًا مذهلاً حقًا إذا كان هناك نظام حراري مائي قديم واحد فقط على المريخ، وكانت الأدلة التي تثبت ذلك قد انتهت في أيدي البشر بعد مليارات السنين. لكن NWA 7034 بالفعل مذهل جدًا.

“الزركون … لديه قصة بقاء مجنونة للغاية! تشكل في بيئة مائية حرارية shortly بعد أن تجمعت المريخ ككوكب قبل 4.45 مليار سنة، تعرض لضربة خلال حدث اصطدام نيزكي مبكر ثم تم طرده بشكل عنيف ليهبط في كومة من الأنقاض الصخرية، حيث تم دفنه وتعديله مع السوائل بعد مليارات السنين، ثم تعرض مرة أخرى لضربة من نيزك آخر، وفي هذه المرة تم طرده من المريخ!” قال كافوسي لساينس أليرت.

“بدلاً من الخروج إلى العالم اللانهائي من الفضاء ليضيع إلى الأبد، انتهى به الأمر إلى التحطم في الأرض، حيث نجا من الذوبان إلى غبار في غلافنا الجوي، فقط ليهبط في صحراء الصحراء الكبرى. بطريقة ما، لم يتم دفنه وضياعه إلى الأبد تحت كثيب رملي، وبدلاً من ذلك تم العثور عليه من قبل شخص تعرف عليه كحجر مهم.

“هذه الصخرة كانت في يد العلماء لمدة 10 سنوات فقط، وانظر كم علمتنا عن المريخ.”

تم نشر البحث في Science Advances.