كشف البحث: اصطدام النيازك بالمريخ

مقدمة حول تأثير الصخور الفضائية على المريخ

وفقاً لبحث جديد فإن مئات الصخور الفضائية بحجم كرة السلة تصطدم بالمريخ كل عام، مخلفة وراءها فوهات ارتطام وتتسبب في حدوث دويّ عبر الكوكب الأحمر.

يمكن لمخططي البعثات استخدام هذه الاكتشافات، المسجلة في البيانات التي جمعتها بعثة ناسا المتقاعدة الآن، في تحديد مكان هبوط البعثات الروبوتية المستقبلية وكذلك طواقم رواد الفضاء على الكوكب الأحمر.

استخدام بيانات InSight لتحديد مواقع الارتطامات

انتهت مهمة InSight التابعة لوكالة ناسا عندما خسر المسبار الثابت معركة مع تراكم الغبار المريخي على ألواحه الشمسية في ديسمبر 2022، لكن ثروة البيانات التي جمعتها المركبة الفضائية لا تزال تغذي الأبحاث الجديدة.

حمل المسبار أول جهاز لقياس الزلازل إلى المريخ، وتمكنت الأداة الحساسة من اكتشاف الموجات الزلزالية التي حدثت على بعد آلاف الأميال من موقع InSight في إليسيوم بلانيتيا، وهو سهل أملس يقع شمال خط الاستواء على الكوكب.

وخلال فترة وجوده على سطح المريخ، استخدم InSight مقياس الزلازل الخاص به لرصد أكثر من 1300 هزة زلزالية تحدث عندما يتشقق سطح المريخ تحت سطح المريخ بسبب الضغط والحرارة.

لكن InSight التقط أيضاً أدلة على وجود نيازك أثناء اصطدامها بالمريخ.

والنيازك هي صخور فضائية انفصلت عن الأجسام الصخرية الأكبر حجماً وتتراوح أحجامها من حبيبات الغبار إلى الكويكبات الصغيرة، وفقاً لوكالة ناسا. وتُعرف باسم النيازك وهي لا تزال في الفضاء، ويُطلق عليها اسم النيازك عندما تنطلق عبر الغلاف الجوي للأرض أو الكواكب الأخرى.

لماذا لا يتم اكتشاف المزيد من الارتطامات؟

وقد تساءل العلماء عن سبب عدم اكتشاف المزيد من الارتطامات على المريخ لأن الكوكب يقع بجوار حزام الكويكبات الرئيسي لنظامنا الشمسي، حيث تخرج العديد من الصخور الفضائية لتضرب سطح المريخ. يبلغ سُمك الغلاف الجوي للمريخ 1% فقط من سُمك الغلاف الجوي للأرض، مما يعني أن المزيد من النيازك تندفع عبره دون أن تتفكك.

البحث عن فوهات جديدة على سطح المريخ

اصطدم نيزك بالغلاف الجوي للمريخ في 5 سبتمبر 2021، ثم انفجر إلى ثلاث شظايا على الأقل، وتركت كل واحدة منها وراءها حفرة على سطح الكوكب الأحمر. وكانت هذه هي البداية فقط.

منذ عام 2021، دقق الباحثون في بيانات InSight وتوصلوا إلى أن الصخور الفضائية تقصف المريخ بشكل متكرر أكثر مما كان يُعتقد سابقًا، بما يصل إلى ضعفين إلى 10 أضعاف التقديرات السابقة، وفقًا لدراسة جديدة نُشرت يوم الجمعة في مجلة Science Advances.

وقالت مؤلفة الدراسة الرئيسية إنغريد دوبار، وهي أستاذة مشاركة في علوم الأرض والبيئة والكواكب في جامعة براون، في بيان: "من المحتمل أن يكون المريخ أكثر نشاطاً جيولوجياً مما كنا نعتقد، وهو ما يحمل آثاراً على عمر سطح الكوكب وتطوره". "تستند نتائجنا إلى عدد قليل من الأمثلة المتاحة لنا، لكن تقدير معدل الارتطام الحالي يشير إلى أن الكوكب يتعرض للارتطام بشكل متكرر أكثر بكثير مما يمكننا رؤيته باستخدام التصوير وحده."

حدد الفريق ثماني فوهات ارتطام جديدة أحدثتها النيازك من بيانات InSight التي رصدتها المسبارات التي تدور حول الكوكب في السابق. كانت ست من هذه الحفر بالقرب من موقع هبوط InSight، وكانت اثنتان من الحفر البعيدة من أكبر الحفر التي اكتشفها العلماء الذين يراقبون الكوكب الأحمر على الإطلاق، وفقاً للدراسة.

وقد خلّف كل من الارتطامين الكبيرين وراءهما فوهات بحجم ملعب كرة قدم، وحدثت كل واحدة منهما بفارق 97 يوماً عن الأخرى.

"وقال دوبار: "نتوقع حدوث ارتطام بهذا الحجم ربما مرة كل عقدين من الزمن، وربما حتى مرة واحدة في العمر، ولكن لدينا هنا ارتطامان يفصل بينهما أكثر من 90 يوماً. "قد تكون مجرد مصادفة مجنونة، ولكن هناك احتمال ضئيل جداً أن تكون مجرد مصادفة. ما هو أكثر ترجيحاً هو إما أن يكون الارتطامان الكبيران مرتبطان، أو أن معدل الارتطام أعلى بكثير مما كنا نعتقده بالنسبة للمريخ."

قارن الفريق البيانات التي جمعها InSight مع تلك التي التقطها مسبار الاستطلاع التابع لناسا لتحديد مكان حدوث الارتطامات. مكنت الصور قبل وبعد الصور الفريق من التأكد من ثمانية من الحفر. من المحتمل أن تكون InSight قد سجلت المزيد من الارتطامات خلال مهمتها، ويخطط الفريق لمواصلة البحث في البيانات والبحث عن أدلة مدارية لحفر جديدة.

متابعة الإشارات الزلزالية وتأثيرها على فهم الارتطامات

قال دوبار: "تحدث الارتطامات الكوكبية في جميع أنحاء النظام الشمسي طوال الوقت". "نحن مهتمون بدراسة ذلك على المريخ لأنه يمكننا بعد ذلك مقارنة ما يحدث على المريخ بما يحدث على الأرض. هذا أمر مهم لفهم نظامنا الشمسي وما يوجد فيه وكيف يبدو تعداد الأجسام المرتطمة في نظامنا الشمسي سواء كمخاطر على الأرض أو تاريخياً على الكواكب الأخرى."

كما استكشفت ورقة بحثية مصاحبة، نُشرت يوم الجمعة في مجلة Nature Communications، الأحداث الزلزالية التي سجلتها InSight لتحديد أن النيازك التي يبلغ حجمها حجم كرة السلة تصطدم بالمريخ بشكل يومي تقريباً.

ووفقاً للدراسة، فإن ما بين 280 و 360 نيزكاً تصطدم بالكوكب الأحمر سنوياً، وتشكل فوهات ارتطام أكبر من 26 قدماً (8 أمتار). وقال القائمون على الدراسة إن الفوهات الأكبر حجماً التي يصل عرضها إلى 98 قدماً (30 متراً) تحدث مرة واحدة في الشهر تقريباً.

وقال الدكتور جيرالدين زينهاوزرن، المؤلف الرئيسي المشارك في الدراسة، في بيان: "كان هذا المعدل أعلى بنحو خمسة أضعاف العدد المقدر من الصور المدارية وحدها"، كما قال الدكتور جيرالدين زينهاوزرن، الأستاذ في قسم الزلازل والديناميكا الأرضية في المعهد التقني الفدرالي السويسري العالي في زيوريخ. "بالتوافق مع الصور المدارية، تُظهر النتائج التي توصلنا إليها أن علم الزلازل أداة ممتازة لقياس معدلات الارتطام".

من خلال تحليل الأحداث الزلزالية التي تعود إلى النيازك، حدد الفريق حوالي 80 هزة أرضية سجلها مسبار InSight قد تكون ناجمة عن ارتطامات. تحدث الزلازل الناتجة عن ارتطامات النيازك بتواتر أعلى ومدة أقصر من الزلازل الأخرى الناجمة عن نشاط تحت سطح الأرض.

وقال زينهاوزرن: "في حين يمكن رؤية الحفر الجديدة بشكل أفضل على التضاريس المسطحة والمغبرة حيث تبرز بشكل واضح، إلا أن هذا النوع من التضاريس يغطي أقل من نصف سطح المريخ". "ومع ذلك، يمكن لمقياس الزلازل الحساس InSight أن يسمع كل اصطدام في نطاق المسبار."

وقال الباحثون إن البيانات الزلزالية لأدنى حركات الأرض على المريخ يمكن أن تكون الطريقة الأكثر مباشرة لفهم عدد التصادمات التي تحدث على المريخ.

وقالت الدكتورة ناتاليا فويتشيكا، الباحثة المشاركة في الدراسة والباحثة المشاركة في قسم علوم وهندسة الأرض في إمبريال كوليدج لندن، في بيان: "باستخدام البيانات الزلزالية لفهم أفضل لعدد مرات ارتطام النيازك بالمريخ وكيفية تغيير هذه الارتطامات لسطحه، يمكننا البدء في تجميع جدول زمني لتاريخ الكوكب الأحمر وتطوره الجيولوجي". "يمكنك التفكير في الأمر على أنه نوع من "الساعة الكونية" لمساعدتنا في تحديد تاريخ أسطح المريخ، وربما في المستقبل القريب، الكواكب الأخرى في النظام الشمسي."