الخزان الجوفي تحت سطح المريخ يمكن أن يملأ محيطات الكوكب، وفقاً لدراسة

كشفت بيانات من بعثة متقاعدة تابعة لوكالة ناسا عن أدلة على وجود خزان مياه تحت الأرض تحت سطح المريخ، وفقًا لبحث جديد.

ويقدّر فريق من العلماء أنه قد يكون هناك ما يكفي من المياه، المحتجزة في شقوق ومسامات صخرية صغيرة في وسط القشرة المريخية، لملء محيطات على سطح الكوكب. ووجدت الدراسة أن المياه الجوفية من المحتمل أن تغطي كامل المريخ حتى عمق ميل واحد (1.6 كيلومتر).

جاءت البيانات من مسبار InSight التابع لوكالة ناسا، والذي استخدم مقياس الزلازل لدراسة باطن المريخ في الفترة من 2018 إلى 2022.

سيواجه رواد الفضاء المستقبليون الذين يستكشفون المريخ في المستقبل مجموعة كاملة من التحديات إذا حاولوا الوصول إلى المياه، لأنها تقع على عمق يتراوح بين 7 و12 ميلاً (11.5 و20 كيلومتراً) تحت السطح، وفقاً للدراسة التي نُشرت يوم الاثنين في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.

لكن هذا الاكتشاف يكشف عن تفاصيل جديدة حول التاريخ الجيولوجي للمريخ - ويقترح مكاناً جديداً للبحث عن الحياة على الكوكب الأحمر إذا أمكن الوصول إلى المياه.

"قال المؤلف الرئيسي للدراسة فاشان رايت، الأستاذ المساعد والجيوفيزيائي في معهد سكريبس لعلوم المحيطات بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو، في بيان: "إن فهم دورة المياه على المريخ أمر بالغ الأهمية لفهم تطور المناخ والسطح والداخل. "إن نقطة البداية المفيدة هي تحديد مكان وجود الماء وكميته."

البحث عن المياه "المفقودة" على المريخ

كان المريخ على الأرجح مكانًا أكثر دفئًا ورطوبة قبل مليارات السنين، استنادًا إلى أدلة البحيرات القديمة وقنوات الأنهار والدلتا والصخور التي تغيرت بفعل المياه التي درستها بعثات ناسا الأخرى ورصدتها المركبات المدارية. لكن الكوكب الأحمر فقد غلافه الجوي منذ أكثر من 3 مليارات سنة، مما أنهى فعلياً الفترة الرطبة على المريخ.

لا يزال العلماء غير متأكدين من سبب فقدان المريخ لغلافه الجوي، وقد تم تطوير العديد من البعثات لمعرفة تاريخ مياه الكوكب، وأين ذهبت، وما إذا كانت المياه قد خلقت ظروفاً صالحة للحياة على المريخ. وبينما لا تزال المياه محتجزة في شكل جليد في القمم الجليدية القطبية للكوكب، لا يعتقد الباحثون أن ذلك يمكن أن يفسر كل مياه الكوكب "المفقودة".

تقدم النظريات الحالية بعض السيناريوهات المحتملة لما حدث لمياه المريخ بعد أن فقد المريخ غلافه الجوي: ويفترض البعض أنها أصبحت جليداً أو فُقدت في الفضاء، بينما يقترح البعض الآخر أنها اندمجت في المعادن تحت سطح الكوكب أو تسربت إلى طبقات المياه الجوفية العميقة.

تشير النتائج الجديدة إلى أن المياه على المريخ قد تسربت إلى القشرة المريخية.

كان المسبار InSight، وهو اختصار لـ "الاستكشاف الداخلي باستخدام التحقيقات الزلزالية والجيوديسيا وانتقال الحرارة"، مسبارًا ثابتًا. لكنه جمع بيانات غير مسبوقة حول سُمك قشرة الكوكب الأحمر ودرجة حرارة الوشاح، بالإضافة إلى عمق وتكوين اللب والغلاف الجوي. واكتشف مقياس الزلازل في المسبار أول زلازل على كوكب آخر، أطلق عليها اسم الزلازل المريخية.

وفي حين أن الزلازل تحدث عندما تتحرك الصفائح التكتونية وتتحرك وتطحن بعضها البعض، فإن القشرة المريخية تشبه صفيحة عملاقة واحدة بها صدوع وكسور مع استمرار انكماش الكوكب وبرودته بمرور الوقت. ومع تمدد القشرة المريخية، فإنها تتشقق، وقد تمكن مقياس الزلازل في InSight من رصد أكثر من 1300 زلزال على سطح المريخ أثناء دمدمتها من على بعد مئات وآلاف الأميال.

وقد تمكن العلماء الذين يدرسون بيانات InSight من دراسة سرعة الزلازل المريخية أثناء انتقالها عبر الكوكب، والتي يمكن أن تكون بمثابة مؤشر على المواد الموجودة تحت سطح المريخ.

وقال رايت إن سرعة الموجات الزلزالية تعتمد على ما تتكون منه الصخور، وأين توجد شقوقها وما يملأ تلك الشقوق.

واستخدم الفريق هذه البيانات وأدخلها في نموذج رياضي لفيزياء الصخور، والذي يُستخدم على الأرض لرسم خريطة لحقول النفط تحت الأرض ومستودعات المياه الجوفية.

أظهرت النتائج أن بيانات InSight تتطابق بشكل أفضل مع طبقة عميقة من الصخور النارية أو البركانية المملوءة بالماء السائل.

قال المؤلف المشارك في الدراسة مايكل مانجا، أستاذ علوم الأرض والكواكب في جامعة كاليفورنيا في بيركلي، في بيان: "إن إثبات وجود خزان كبير من المياه السائلة يوفر بعض النوافذ على ما كان عليه المناخ أو ما يمكن أن يكون عليه."

"والماء ضروري للحياة كما نعرفها. لا أرى لماذا (الخزان الجوفي) ليس بيئة صالحة للحياة." وأضاف مانغا: "هذا صحيح بالتأكيد على الأرض.

• فالمناجم العميقة تستضيف الحياة، وقاع المحيط يستضيف الحياة. لم نعثر على أي دليل على وجود حياة على المريخ، ولكننا على الأقل حددنا مكاناً يجب أن يكون، من حيث المبدأ، قادراً على الحفاظ على الحياة."

كتب المؤلفون في الدراسة أنه إذا كانت قشرة المريخ متشابهة في جميع أنحاء الكوكب، فقد يكون هناك المزيد من المياه داخل منطقة القشرة الوسطى أكثر من "الأحجام المقترحة لملء محيطات المريخ القديمة المفترضة".

وقال رايت إن الصخور تساعد في تخزين المعلومات حول تاريخ الكوكب، ويمكن أن يساعد فهم دورة المياه في الكوكب الباحثين في الكشف عن تطور المريخ.

وقال إنه في حين أن تحليل البيانات لا يمكن أن يكشف عن أي معلومات عن الحياة، في الماضي أو الحاضر، إذا كانت موجودة على المريخ، فمن الممكن أن تكون القشرة المريخية الرطبة صالحة للسكن بنفس الطريقة التي تكون فيها المياه الجوفية العميقة على الأرض مضيفة للحياة الميكروبية.

ولكن حتى حفر ثقوب على عمق نصف ميل فقط (كيلومتر واحد) أو أعمق على الأرض يمثل تحديًا يتطلب طاقة وبنية تحتية، لذلك يجب جلب عدد هائل من الموارد إلى المريخ للحفر إلى مثل هذه الأعماق، كما قال رايت.

وقد فوجئ الفريق بعدم عثورهم على أدلة تشير إلى وجود طبقة من المياه الجوفية المتجمدة تحت إنسايت لأن ذلك الجزء من القشرة الأرضية بارد. ولا يزال الباحثون يحاولون تحديد سبب عدم وجود مياه جوفية متجمدة في الأعماق الضحلة فوق القشرة الوسطى.

نوافذ على تاريخ المريخ

تضيف هذه النتائج قطعة جديدة إلى لغز مياه المريخ.

قال ألبرتو فيرين، عالم الكواكب الزائر متعدد التخصصات وعالم الأحياء الفلكية في قسم علم الفلك في جامعة كورنيل، إن فكرة احتمال وجود مياه سائلة في أعماق سطح المريخ كانت موجودة منذ عقود، ولكن هذه هي المرة الأولى التي تؤكد فيها بيانات حقيقية من بعثة المريخ مثل هذه التكهنات. لم يشارك فيرين في هذه الدراسة.

وقال إن الماء على الأرجح "نوع من الطين العميق تحت الأرض".

وقال فيرين: "تُظهر هذه النتائج الجديدة أن المياه السائلة موجودة بالفعل في باطن سطح المريخ اليوم، ليس على شكل بحيرات منفصلة ومعزولة، ولكن على شكل رواسب سائلة مشبعة بالمياه، أو طبقات مياه جوفية." "أما على الأرض، فإن المحيط الحيوي تحت السطح شاسع حقًا، ويحتوي على معظم التنوع البدائي النوى والكتلة الحيوية على كوكبنا. حتى أن بعض التحقيقات تشير إلى أن أصل الحياة على الأرض موجود في أعماق باطن الأرض بالتحديد. ولذلك، فإن الآثار البيولوجية الفلكية المترتبة على تأكيد وجود موائل المياه السائلة على عمق كيلومترات تحت سطح المريخ مثيرة حقاً."

وقال بروس بانيردت، الباحث الرئيسي لمهمة InSight، إن النتيجة هي "بالضبط نوع الشيء الذي كنت آمل أن نحصل عليه من InSight".

وأضاف قائلاً: "كنت آمل أن نحصل على بيانات جيدة بما فيه الكفاية لإجراء هذا النوع من الدراسات حيث نبحث فعلياً في تفاصيل داخل المريخ ذات صلة بالأسئلة الجيولوجية، والأسئلة المتعلقة بصلاحية المريخ للسكن، والأسئلة المتعلقة بتطور المريخ."

وقال بانيردت، الذي لم يشارك في البحث، إنه على الرغم من أن تفسير البيانات المقدمة في الورقة البحثية مدعوم بقوة بحجج جيدة، إلا أنه يعتقد أيضًا أنه لا يزال تخمينيًا إلى حد ما وأن هناك دائمًا تقريبًا طريقة أخرى لتفسير أي مجموعة معينة من البيانات.

"قال بانيردت: "لقد أعجبت حقًا بحقيقة أن رايت وآخرون قد أدخلوا مفاهيم فيزياء المعادن لتفسير البيانات السيزمية.

وقد أعرب كل من بانيردت ورايت عن اهتمامهما بالقدرة على إرسال المزيد من أجهزة قياس الزلازل إلى المريخ والكواكب والأقمار الأخرى داخل نظامنا الشمسي في المستقبل. وقال بانيردت إنه في حين أن مقياس الزلازل الوحيد الذي أرسلته InSight جمع بيانات مهمة، فإن نشرها عبر المريخ سيكشف عن الاختلافات داخل الكوكب ويوفر نافذة أكبر على تاريخه المتنوع والمعقد.

"قال رايت: "كما هو الحال على الأرض، حيث تتصل المياه الجوفية بالسطح من خلال الأنهار والبحيرات، كان هذا هو الحال بالتأكيد على المريخ في بداياته أيضاً. "إن المياه الجوفية التي نراها هي سجل لذلك الماضي."