Borna66
03-15-2009, 04:33 PM
مریخ
مریخ چهارمین سیاره از سمت خورشید در منظومه شمسی است. این سیاره یکی از همسایه های نزدیک زمین در فضا می باشد. مانند بقیه اجرام موجود در منظومه شمسی عمر مریخ نیز در حدود ۶/۴ بیلیون سال تخمین زده می شود.
رومیان باستان به تقلید از یونانیان، نام خدای جنگ خود یعنی مارس را بر روی این سیاره گذاشتند. دلیل این نامگذاری رنگ سرخ تداعی کننده خون این سیاره است. سرخ بودن این سیاره به دلیل وجود مقادیر زیاد آهن در خاک آن می باشد.
دانشمندان این سیاره را از طریق تلسکوپ های مستقر در زمین و فضا مشاهده کرده اند. سفینه هایی نیز تلسکوپ و تجهیزاتی دیگر را با خود به این سیاره برده اند. سفینه های نخستین طوری طراحی شده بودند که با گذر از کنار مریخ به مشاهده آن بپردازند. بعدها، سفینه هایی در مداری به دور مریخ شروع به گردش نموده و یا حتی بر سطح آن فرود آمده اند اما تا کنون هیچ انسانی پای بر روی این سیاره نگذاشته است.
جبه
جبه مریخ نیز احتمالا شبیه به ترکیب های جبه زمین است. بیشتر جبه زمین متشکل از سنگی به نام پرایدوتیت (peridotite) است. این سنگ عموما از سیلیکون، اکسیژن، آهن و منیزیوم تشکیل شده. فراوان ترین ماده معدنی در پرایدوتیت الیوین (olivine) می باشد.
منبع اصلی گرمای درون مریخ باید شبیه به زمین باشد یعنی فعل و انفعالات هسته ای اتمهایی مانند اورانیوم، پتاسیوم و تریوم. در حین این فعل و انفعالات، میانگین دمای جبه مریخ می تواند حدود ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد باشد.
هسته
مریخ احتمالا دارای هسته ای با ترکیبات آهن، نیکل و سولفور است. چگالی مریخ به نوعی مبین اندازه هسته آن می باشد. چگالی این سیاره از زمین بسیار کمتر است. در نتیجه، شعاع هسته آن نیز نسبت به شعاع هسته زمین کوچکتر است. شعاع هسته مریخ احتمالا بین ۱۵۰۰ و ۲۰۰۰ کیلومتر می باشد.
برخلاف زمین که هسته آن عمدتا مایع و مذاب است، هسته مریخ احتمالا به صورت جامد می باشد چرا که مریخ میدان مغناطیسی چشمگیری ندارد. میدان مغناطیسی تاثیری است که یک جسم مغناطیسی در اطراف و پیرامون خود ایجاد می نماید. حرکت یک سیاره با هسته مذاب منجر به شکل گیری میدان مغناطیسی در اطراف سیاره می گردد.
اطلاعات به دست آمده توسط پیمایشگر سراسری (Global Surveyor) نشان می دهند که برخی از قدیمی ترین سنگهای موجود در سیاره مریخ در شرایطی شکل گرفته اند که میدان مغناطیسی شدیدی در محیط وجود داشته است. بنابراین، در گذشته دور، مریخ می توانسته است که دارای درونی داغ تر و هسته مذاب باشد.
خصوصیات سطح مریخ
سطح مریخ دارای ویژگی های متعددی است که اغلب آنها در زمین نیز وجود دارند نظیر دشتها، دره ها، آتشفشانها، آبگذرها و یخ های قطبی. البته چاله هایی نیز در مریخ وجود دارند که در اثر برخورد سنگهای آسمانی با این سیاره به وجود آمده اند. این چاله ها به ندرت بر روی زمین دیده می شوند. گردی متمایل به رنگ قرمز تقریبا همه سطح این سیاره را فرا گرفته است.
دشتها
بسیاری از نواحی مریخ به صورت دشت می باشد. بیشتر این مناطق در نیمکره شمالی قرار گرفته اند. در قسمتهای شمالی نیمکره شمالی، مسطح ترین و صاف ترین مناطق منظومه شمسی قرار گرفته اند. صاف بودن این مناطق به احتمال قوی به این دلیل است که رسوبات به وجود آورنده آنها بوده اند. دلایل فراوانی وجود دارد که زمانی در سطح مریخ آب جاری بوده است. وجود آب مسبب تشکیل و جمع شدن رسوبات بوده است.
دره ها
در امتداد استوا نمادی چشمگیر در این سیاره قرار گرفته است. یک مجموعه بزرگ از دره ها به نام دره های مریخی. سفینه فضایی مارینر ۹ در سال ۱۹۷۱ این پدیده را در سطح مریخ کشف نمود. دره از شرق به غرب کشیده شده و طول آن حدود ۴۰۰۰ کیلومتر یعنی به اندازه عرض استرالیا و یا به اندازه فاصله بین فیلادلفیا تا سندیگو است.
دانشمندان بر این باورند که این سیستم بر اثر شکاف خوردن قسمتی از پوسته ایجاد شده است. دره های منحصر به فرد در مجموعه دره های مریخی عرضی به بزرگی ۱۰۰ کیلومتر دارند. دره ها در قسمت مرکزی، جاییکه ۶۰۰ کیلومتر عرض دارد به یکدیگر وصل می شوند. عمق دره ها در برخی نقاط به ۸ تا ۱۰ کیلومتر می رسد.
کانال های بزرگی در انتهای شرقی دره ها به چشم می خورند و همچنین در برخی نقاط، دره ها لایه های رسوبی دارند. وجود این کانالها و رسوبات حاکی از این است که زمانی قسمتهایی از این دره ها پر از آب بوده است.
آتشفشانها
مریخ بزرگترین کوه های آتشفشانی موجود در منظومه شمسی را در خود جای داده است. بلندترین آنها الیمپوس(Olympus)، ارتفاعی معادل ۲۷ کیلومتر و قطری به اندازه ۶۰۰ کیلومتر دارد که با دشتهای مسطح احاطه شده است. سه آتشفشان بزرگ دیگر مریخ آرسیا (Arsia)، آسکرئوس (Ascraeus) و پاونیز (Pavonis) نام دارند و در منطقه مرتفعی به نام تارسیس (Tharsis) قرار گرفته اند.
همه این آتشفشانها، مانند آتشفشانهای هاوایی، دارای شیبی هستند که به تدریج زیادتر می شود. مریخ همچنین انواع زیاد دیگری از آتشفشانها را دارا می باشد. از تپه های مخروطی کوچک تا دشتهای پوشیده شده با مواد مذاب منجمد شده. دانشمندان نمی دانند که آخرین فوران آتشفشانی چه زمانی در مریخ به وقوع پیوسته است اما فورانهای جزئی ممکن است همچنان در این سیاره به وقوع بپیوندد.
چاله ها و حوزه های برخوردی
بسیاری از سنگ های آسمانی که در طول تاریخ سیاره مریخ با آن برخورد کرده اند منجر به ایجاد چاله هایی در سطح این سیاره شده اند. این چاله های برخوردی به دو دلیل در زمین بسیار اندک می باشند:۱) چاله هایی که قبلا ایجاد شده اند در اثر فرسایش از بین رفته اند. ۲) اتمسفر متراکم زمین مانع برخورد سنگها و در نتیجه تشکیل چاله ها می گردد.
چاله های موجود در سطح مریخ بسیار شبیه به چاله های موجود در ماه، عطارد و دیگر اجرام منظومه شمسی است. چاله ها عمیق و کاسه ای شکلند. چاله های بزرگتر می توانند دارای قله های مرکزی باشند که در اثر ارتجاع پوسته پس از برخورد به وجود می آیند.
در مریخ، شمار چاله ها از جایی به جای دیگر به شدت متغیر است. سطح مریخ در نیمکره جنوبی بسیار قدیمی و در نتیجه دارای چاله های بسیار زیادی است. بقیه جاها به ویژه در نیمکره شمالی جوانتر و دارای تعداد کمتری چاله می باشد.
برخی از کوه های آتشفشانی نیز دارای چاله هایی می باشند و این امر نشان دهنده این است که زمان زیادی از فوران آنها نگذشته است. مواد مذاب آتشفشانها می تواند همه چاله های موجود را بپوشاند. پس زمان زیادی از آخرین فوران ها نگذشته است چون در غیر اینصورت تعداد چاله ها بر روی کوه های آتشفشانی بیشتر بود.
در اطراف برخی از چاله ها رسوبات غیر معمولی به چشم می خورد. این رسوبات موادی می باشند که به هنگام برخورد سنگ آسمانی از چاله تشکیل شده به بیرون پرتاب شده اند. این شکل از رسوبات می تواند مبین این باشد که سنگ آسمانی به هنگام برخورد با آب و یا یخ در زیر زمین مواجه شده است.
مریخ تعدادی چاله بسیار بزرگ دارد. بزرگترین این چاله ها پلانیتیا (Planitia) به معنای دشت یا حوزه پائین نام گرفته است. این چاله در نیمکره جنوبی قرار دارد و قطر آن ۲۳۰۰ کیلومتر می باشد. کف این چاله ۹ کیلومتر پائین تر از سطح است.
کانالها، دره ها و آبگذرهایی که در نتیجه سایش و فرسایش آب به وجود می آیند در بسیاری از مناطق مریخ به چشم می خورند. از مهمترین این شواهد می توان به “کانال های طغیان” اشاره نمود. این کانالها می توانند عرضی معادل ۱۰۰ کیلومتر و طولی به اندازه ۲۰۰۰ کیلومتر داشته باشند. گمان می رود که این کانالها در پی سیلهایی مهیب شکل گرفته باشند. در بسیاری موارد به نظر می رسد که آب به طور ناگهانی در این مناطق از زیر زمین فوران کرده است.
در نواحی دیگری از مریخ پدیده های بسیار کوچکتری به نام شبکه های دره ای وجود دارند. این شبکه ها بسیار شبیه به سیستم های رودخانه ای در روی زمین می باشند. شبکه های دره ای مریخ عرضی برابر چندین کیلومتر و طولی برابر چند صد کیلومتر دارند. این شبکه ها به نوعی پدیده هایی باستانی در مریخ به حساب می آیند. وجود آنها می تواند بیانگر این باشد که روزگاری هوا در مریخ به قدری گرم بوده که امکان وجود آب به شکل مایع وجود داشته است.
آبگذرها از شبکه های دره ای نیز کوچکترند. آنها اغلب در ارتفاعات قرار دارند. احتمالا وجود آنها بر اثر تراوشات آب از زیر زمین به سطح، ظرف چند میلیون سال پیش می باشد.
رسوبات قطبی
جالب ترین پدیده در مناطق قطبی مریخ، توده های ضخیمی از لایه های رسوبی مواد می باشد. دانشمندان بر این باورند که این لایه ها با ترکیبی از یخ آب و ذرات خاک تشکیل شده اند. این رسوبات تا ارتفاع ۸۰ درجه از هر دوقطب گسترش یافته اند.
احتمالا اتمسفر در طی مدتهای طولانی منجر به رسوب لایه هایی گردیده است. این لایه ها ممکن است مدارکی برای فعالیتها و تغییرات فصلی آب و هوا در طی گذشت زمانهای بسیار طولانی باشد. یکی از احتمالات تغییر آب و هوا در مریخ تغییر زاویه محور طولی این سیاره می باشد. این تغییرات منجر به تغییر مقدار تابش نور خورشید به قسمتهای مختلف سیاره و در نتیجه تغییرات کلی آب و هوا در مریخ می گردد. مقدار رسوباتی که اتمسفر ایجاد می کند با تغییرات گذشته در آب و هوا ارتباط مستقیم دارد.
در بالای لایه های رسوبی موجود در هر دو نیمکره کلاهک یخ آب وجود دارد که در تمام سال به شکل یخ باقی می مانند. این لایه ها و کلاهک روی آنها چندین کیلومتر ضخامت دارد.
در فصل زمستان کلاهک های فصلی که از لایه های یخ زده تشکیل می شوند نیز ظاهر می گردند. این کلاهک ها به خوبی توسط تلسکوپ های مستقر بر روی زمین قابل رویت می باشند. کلاهک های فصلی شامل دی اکسید کربن منجمد یا یخ خشک که از دی اکسید کربن موجود در اتمسفر به وجود می آید، می باشد. در سردترین روزهای زمستان این لایه ها تا ارتفاع ۴۵ درجه به سمت استوا گسترش می یابند.
اتمسفر
اکسیژن موجود در اتمسفر مریخ در قیاس با زمین بسیار اندک است. این گاز تنها ۱۳/۰ درصد از کل اتمسفر مریخ را تشکیل می دهد در حالیکه ۲۱ درصد از جو زمین ما از اکسیژن تشکیل شده است. دی اکسید کربن ۳/۹۵ درصد از اتمسفر این سیاره را شامل می شود. بقیه گازها عبارتند از نیتروژن، ۷/۲ درصد، آرگون، ۶/۱ درصد، مونوکسید کربن، ۰۷/۰ درصد و بخار آب، ۰۳/۰ درصد.
فشار
در سطح مریخ، فشار جو عمدتا حدود تنها ۷/۰ کیلوپاسکال یعنی تقریبا ۷/۰ درصد فشار جوی سطح زمین می باشد. با تغییر فصل در مریخ این مقدار بین ۲۰ تا ۳۰ درصد دستخوش تغییر می گردد.
در هر زمستان تغلیظ گاز دی اکسید کربن در قطبها منجر به کاخش میزان این گاز در اتمسفر می گردد. در نتیجه فشار هوا به شکل قابل ملاحظه ای کم می شود. متضاد این فرایند در فصل تابستان صورت می گیرد. علاوه بر تغییرات فصلی، در طی روز نیز بنا به تغییر شرایط آب و هوا فشار اتمسفر نیز تغییر می کند. این پدیده در سیاره زمین نیز رخ می دهد.
دما
سردترین قسمتهای مریخ در ارتفاعات ۶۵ تا ۱۲۵ کیلومتری آن می باشد. در این ارتفاعات دمای هوا ۱۳۰- درجه سانتیگراد است. با کم شدن ارتفاع نسبت به سطح، دما افزایش یافته و در طی روز به ۳۰- تا ۴۰- درجه سانتیگراد می رسد.
دمای اتمسفر مریخ در زمانهایی که با مقدار زیادی گرد و خاک آمیخته شده است، می تواند گرمتر از مواقع عادی باشد. گرد و خاک نور خورشید را جذب کرده و بیشتر آنرا به گازهای موجود در اتمسفر منتقل می نماید.
ابرها
در جو مریخ، ابرهایی ساخته شده از ذرات یخ زده دی اکسید کربن در ارتفاعات بالا شکل می گیرند. به علاوه تشکیل ابر و مه با ذرات یخ آب بسیار رایج است. بیشترین زمانی که مه در هوا وجود دارد اوایل صبح می باشد. در آن زمان هوا در سردترین حالت خود است درنتیجه بخار آب غلیظ می گردد.
باد
اتمسفر مریخ، مانند زمین، یک چرخه عمومی و الگوی بادی که همه سیاره را در می نوردد، دارد. دانشمندان با مشاهده حرکات باد و تغییرات آن به مطالعه الگوی وزش آن پرداخته اند.
چرخه عمومی وزش باد در مریخ با دلیلی مشابه فرایند تشکیل باد در سیاره زمین شکل می گیرد. خورشید ارتفاعات پائین تر اتمسفر را بیش از ارتفاعات بالای آن گرم می کند. هوای گرم به بالا می رود، و هوای سرد به پایین آمده و جای هوای گرم را می گیرد. این روند ادامه پیدا کرده و منجر به تشکیل باد می شود.
در مریخ، تغلیظ و تبخیر گاز دی اکسید کربن در قطبها تاثیر بسزایی در چرخه کلی دارد. با شروع زمستان، دی اکسید کربن موجود در جو در دو قطب متمرکز و غلیظ می شود. در نتیجه دی اکسید کربن بیشتری به سمت قطبها برای پر شدن جای خالی این گاز جریان می یابد. وقتی بهار از راه می رسد، دی اکسید کربن یخ زده بخار می شود و در نتیجه این گاز به سمتی دور از قطبها جریان پیدا می کند.
بادهایی که در سطح مریخ می وزند عمدتا آرامند و سرعتی در حدود ۱۰ کیلومتر در ساعت دارند. دانشمندان تندبادهایی با سرعت ۹۰ کیلومتر در ساعت را نیز مشاهده کرده اند. با اینحال نیروی این تندبادها بسیار کمتر از تندبادهای مشابه از لحاظ سرعت در زمین می باشد. چرا که چگالی و تراکم اتمسفر مریخ از اتمسفر زمین بسیار کمتر است.
طوفان خاک
یکی از بارزترین جلوه های آب و هوایی در مریخ وزش بادهای همراه با گرد و خاک است. گردبادهای کوچک می توانند برای مدت کوتاهی خاک را از سطح سیاره بالا ببرند. این بادهای کوچک شبیه به گردبادهای زمینی هستند.
طوفانهای شدید خاک زمانی آغاز می شوند که باد گرد و خاک را با خود تا اتمسفر بالا ببرد. در این هنگام هوای پیرامون ذرات خاک به دلیل جذب نور خورشید گرم می شود. هنگامیکه هوای گرم به بالا می رود، باد شدیدتر می شود و گرد و خاک بیشتری را نیز با خود به بالا می برد. در نتیجه طوفان شدید و شدیدتر می شود.
در مقیاسهای شدیدتر، طوفان خاک می تواند منطقه ای بیش از ۳۲۰ کیلومتر و یا حتی تا چندین هزار کیلومتر را در بر گیرد. طوفانهای بزرگتر می توانند همه سطح سیاره را در فرا بگیرند. چنین طوفانهایی غیر معمول هستند اما می توانند تا ماهها ادامه داشته باشند.
شدیدترین طوفانها قادرند همه سطح سیاره را غیر قابل رویت نمایند. چنین طوفانهایی یکبار در سال ۱۹۷۱ و بار دیگر در سال ۲۰۰۱ وزیدند.
طوفانهای شن بیشتر در زمانهایی که فاصله مریخ از خورشید کم است رخ می دهند. دلیل این امر نیز این است که در آن زمانها خورشید بیشتر اتمسفر را گرم می نماید.
قمر ها
مریخ دو قمر کوچک به نامهای فوبوس (Phobos) و دیموس (Deimos) دارد. ستاره شناس آمریکایی آزف هال (Asaph Hall) در سال ۱۸۷۷ این دوقمر را کشف نمود و نامهای پسران آرس (Ares ،خدای جنگ یونانیان) را بر آنها نهاد. هر دوی این قمر ها دارای شکلی غیر متعارف و غیر هندسی می باشند. بزرگترین قطر فوبوس ۲۷ کیلومتر و بزرگترین قطر دیموس ۱۵ کیلومتر می است.
هر دو قمر دارای چاله های فراوانی می باشند که در اثر برخورد سنگهای آسمانی با آنها تشکیل شده اند. سطح قمر فوبوس دارای شیارهای پیچیده ایست. این شیارها احتمالا ترکهایی هستند که پس از برخورد بزرگترین سنگ آسمانی با این قمر به وجود آمده اند.
دانشمندان هنوز نمی دانند که این دو قمر در کجا تشکیل شده اند. دو احتمال وجود دارد. یا هر دوی آنها همزمان با تشکیل خود سیاره به وجود آمده اند. یا این دو قمر در حقیقت سنگ های آسمانی سرگردانی بوده اند که در میدان گرانش مریخ گیر افتاده اند. رنگ فوبوس و دیموس خاکستری تیره و تقریبا همرنگ بقیه سنگهای آسمانی می باشد.
تکامل مریخ
دانشمندان دانشی کلی در مورد تکامل این سیاره از ۶/۴ بیلیون سال پیش تا کنون دارند. این دانش با مطالعه چاله ها و دیگر پدیده ها و مشخصات سطح این سیاره به دست آمده است. پدیده هایی که در دوران مختلف تکامل به وجود آمده اند همچنان در سطح این سیاره موجودند. محققین یک سناریوی تکامل برای این سیاره تهیه نموده اند که در برگیرنده ابعاد، شکل و مکان پدیده های سطح آن می باشد.
دانشمندان نسبت دوره های زمانی مناطق موجود در سطح را با توجه به چاله های برخوردی مشاهده شده، دسته بندی کرده اند. هر چه در یک منطقه تعداد چاله بیشتر باشد، عمر آن منطقه نیز بیشتر است.
با اینحال دانشمندان هنوز نمی توانند تشخیص دهند که هر یک از دوره های تکامل دقیقا چه زمانی رخ داده اند. برای این کار آنها به دانستن سن سنگهای موجود در سطح مریخ، که در دوره های مختلف تشکیل شده اند، نیاز دارند. آنها باید این سنگها را در آزمایشگاه های پیشرفته آنالیز نمایند ولی متاسفانه تا کنون هیچ سنگی از مریخ توسط سفینه ها به زمین آورده نشده است.
دانشمندان طول عمر مریخ را به سه دوره زمانی تقسیم کرده اند. ۱) نواکیان (Noachian). ۲) هسپرین (Hesperian). ۳) آمازونین (Amazonian). هر دوره با نام منطقه ای که در همان دوره تشکیل شده ، نام گرفته است.
دوره نواکیان بر اساس منطقه نواکیس (Noachis) که منطقه ای مرتفع در نیمکره جنوبی است نام گرفته. در طول دوره نواکیان، تعداد بیشماری اجرام سنگی در ابعاد مختلف با مریخ برخورد کرده اند. برخورد این اجرام چاله هایی در ابعاد گوناگون در منطقه ایجاد کرده است. در این دوره همچنین چندین آتشفشان عظیم فعال بوده اند.
به علاوه در این دوره فرسایش سطح توسط آب منجر به شکل گیری شبکه های دره ای در مریخ شده است. وجود این شبکه بیان گر این است که دمای مریخ در دوره نواکیان بسیار گرمتر از دمای کنونی سیاره بوده است.
دوره هسپرین
بمباران های شدید دوره نواکیان تدریجا به پایان رسید و دوره هسپرین آغاز شد. این دوره بنا به منطقه هسپریا پلانیوم (Hesperia Planum) اینچنین نامگذاری شده است. دشتی مرتفع در عرضهای پائین جغرافیایی نیمکره جنوبی.
در طی دوره هسپرین فعالیتهای آتشفشانی ادامه داشته اند و مواد مذاب بیشتر چاله های به وجود آمده در دوره نواکیان را پوشاندند. اغلب بزرگترین کانالهای موجود در سیاره مربوط به دوره هسپرین می باشند.
دوره آمازونین همراه با تشکیل چاله های کوچک است و تا به امروز ادامه یافته است. نام این دوره بر اساس نام منطقه آمازونیس پلانیتیا(Amazonis Planitia)، که دشت کم ارتفاعی در عرضهای پائین جغرافیایی نیمکره شمالی است گرفته شده.
فعالیتهای آتشفشانی در این دوره نیز ادامه داشته اند و برخی از بزرگترین آتشفشانها مربوط به این دوره هستند. جوانترین عناصر موجود در مریخ، شامل رسوبات یخ در قطبها نیز به این دوره تعلق دارند.
امکان وجود حیات
احتمالا روزگاری در مریخ حیات وجود داشته است. حتی ممکن است موجودات زنده هنوز در این سیاره دوام آورده و وجود داشته باشند. مریخ تقریبا به طور قطعی سه عامل اصلی را که دانشمندان برای وجود حیات ضروری می دانند دارا می باشد: ۱) عناصر شیمیایی مانند کربن، هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن ۲) منبع انرژی ۳) آب مایع.
عناصر شیمیایی در طول تاریخ این سیاره همیشه در آن وجود داشته اند. نور خورشید نیز منبع انرژی به حساب می آید. علاوه بر نور خورشید گرمای درون سیاره نیز نوعی منبع انرژی ثانوی است. در زمین، گرمای درونی سیاره ما، زندگی گونه های زیستی اعماق دریا و شکاف پوسته ها را تضمین می کند.
آب مایع به شکلی واضح مسبب به وجود آمدن پدیده های سطح مریخ از جمله کانالهای بزرگ، دره های کوچک و آبگذرهای جوان آن است. به علاوه مقادیر زیادی یخ آب در نزدیک قطب جنوب و احتمالا قطب شمال آن وجود دارد. بنابراین آشکار است که زمانی آب مایع در این سیاره جاری بوده است. احتمالا امروزه در زیر لایه های رویی این سیاره آب مایع هنوز یافت می شود.
در سال ۱۹۹۶، گروهی به سرپرستی دیوید مک کی (David S. McKay)، زمین شناس مرکز فضایی جانسون ناسا در هوستون، اعلام نمودند که مدرکی از وجود جانوران میکروسکوپی در مریخ پیدا کرده اند. آنها این مدرک را در درون یک قطعه سنگ آسمانی که خود را به زمین رسانده بود، کشف کردند. این قطعه سنگ به احتمال زیاد در اثر برخورد سنگی بزرگتر با مریخ از سطح این سیاره کنده شده و پس از میلیونها سال سفر در فضا سرانجام وارد جو زمین شده است.
این مدرک شامل مولکولهای بنیانی پیچیده، ذراتی از نوعی ماده معدنی به نام مگنتیت (magnetite) که درون برخی از انواع باکتریها تشکیل می شود و سازه های بسیار ریزی که فسیلهای میکروسکوپی هستند می باشد. استنتاج دانشمندان جدال آمیز است اما در هر صورت تا کنون برای اثبات وجود حیات در مریخ هیچ توافق علمی جامعی پیدا نشده است.
تاریخ مطالعات مریخ
مشاهده از زمین
نخستین ستاره شناسان به کمک تلسکوپ هایی بر روی زمین به وجود کلاهک های قطبی و تغییرات آنها در فصول مختلف پی برده بودند. آنها همینطور نشانه ها تیره و روشنی کشف نمودند که شکل و مکان آنها در تغییر بود.
در اواخر قرن ۱۹ ستاره شناس ایتالیایی به نام شیاپارلی (Giovanni V. Schiaparelli) اعلام کرد که شبکه ای از خطوط تیره را در سطح مریخ مشاهده کرده است. بسیاری از ستاره شناسان نیز رویت چنین پدیده ای را تائید کردند. درمیان آنان ستاره شناس امریکایی به نام پرسیوال لاول (Percival Lowell) نیز حضور داشت. او وجود این کانالها را به ساکنین مریخ نسبت داد.
نشانه های تیره و روشن متغیری که ستاره شناسان در گذشته وجود آنها را گزارش کرده بودند در واقع بادهای مریخی بودند که در گستره سطح این سیاره می وزند. برخی از ستاره شناسان نخستین اعتقاد داشتند که تغییر این نشانه ها به دلیل رشد و نابودی گونه های گیاهی است.
مشاهده بوسیله فضاپیما
سفینه های روبوتیک از دهه هفتاد قرن پیش شروع به مشاهده دقیق این سیاره نمودند. ایالات متحده در سال ۱۹۶۴ مارینر ۴ و در سال ۱۹۶۹ مارینر ۶ و مارینر ۷ را ارسال کرد. هر کدام از آنها حدود ۶ ماه بعد به مدار مریخ رسیدند. تصاویر تهیه شده توسط این سفینه ها نشان داد که مریخ سیاره ایست خشک و سترون، دارای چاله هایی فراوان نظیر ماه و بدون هیچ گونه اثر و آثاری از حیات.
در سال ۱۹۷۱، مارینر ۹ به مدار مریخ ارسال شد. این سفینه توانست از ۸۰ درصد سطح این سیاره نقشه برداری کند. برای اولین بار آتشفشانها و سیستم های دره ای این سیاره توسط این سفینه کشف شدند. همچنین نواحی دیده شد که شبیه به بسترهای خشک رودخانه بود.
ماموریت بعدی به مریخ، ماموریت وایکینگ بود که توسط ایالات متحده در سال ۱۹۷۵ صورت گرفت. وایکینگ شامل دو مدارگرد و دو مریخ نشین بود. هدف اصلی آن پیدا کردن حیات در این سیاره بود. محل فرود مریخ نشینها توسط مدارگردها تعیین شد و آنها در جولای و سپتامبر ۱۹۷۶ در سطح سیاره سرخ فرود آمدند. مریخ نشینها توانستند برای نخستین بار تصاویری را از نزدیک در این سیاره تهیه کنند. آنها از خاک مریخ نمونه گیری کردند. هیچ نشانی از حیات توسط آنها پیدا نشد.
دو ماموریت موفقیت آمیز دیگر، مریخ نشین رهیاب (Pathfinder) و مدارگرد پیمایشگر سراسری مریخ (Mars Global Surveyor) بود. ایالات متحده هر دوی آنها را در سال ۱۹۹۶ ارسال نمود. بخش اساسی ماموریت رهیاب انجام دادن سیستم جدید فرود بر این سیاره بود. این مریخ نشین در جولای ۱۹۹۷ به کمک بالشت های بزرگ بادی در مریخ با موفقیت فرود آمد. رهیاب یک خودروی کوچک به نام سوجورنر (Sojourner) به معنای ساکن موقتی یا آدم سیار را نیز با خود به سطح مریخ برد. رهیاب تصاویر منحصر به فردی را از مریخ به زمین ارسال کرد و سوجورنر آنالیزهایی را در سنگها و خاک مریخ به انجام رساند. مردم در سرتاسر جهان از تلوزیون های خود تصاویر سوجورنر را در حال کار مشاهده می کردند.
پیمایشگر مریخ تعدادی از وسایل و تجهیزات اندازه گیری علمی را با خود حمل می کرد. یک دستگاه لیزر ارتفاع سنج با ارسال امواج لیزری ارتفاعات موجود در سطح سیاره را معین نمود. این دستگاه نقشه ای از ارتفاعات سطح مریخ تهیه کرد که در آن همه ارتفاعاتی که حداقل یک متر بلندی دارند مشخص گردید. یک طیف سنج مادون قرمز ترکیب بندی بعضی از مواد معدنی موجود در سطح مریخ را مشخص نمود. یک دوربین با حساسیت بسیار بالا نیز توانست تصاویری از یک منطقه جدید ژئولوژیک تهیه نماید. این منطقه شامل لایه هایی رسوبی بود که احتمالا توسط آب مایع و رسوبات آن تشکیل شده است به اضافه آبگذرهای کوچکی که آنها نیز توسط آب مایع شکل گرفته بودند.
در اپریل ۲۰۰۱، ایالات متحده سفینه ادیسه مریخ را ارسال کرد. این سفینه تجهیزاتی را برای آنالیز شیمیایی ترکیب بندی سطح مریخ و لایه های زیرین آن به منظور کشف وجود یخ آب در سطح و یا زیر سطح این سیاره و همچنین مطالعه پرتوهای پیرامون مریخ به همراه داشت. ادیسه مریخ در اکتبر ۲۰۰۱ در مداری نزدیک سیاره قرار گرفت. در سال ۲۰۰۲، این سفینه مقادیر زیادی یخ آب در زیر سطح مریخ کشف نمود. بیشتر یخ کشف شده در منطقه جنوبی سیاره و در قسمت جنوب ۶۰ درجه عرض جغرافیایی قرار دارد. دانشمندان انتظار دارند که در نیمکره شمالی، قسمت شمال ۶۰ درجه عرض جغرافیایی، نیز یخ وجود داشته باشد. به هرحال در زمانی که اکتشاف صورت می گرفت مقادیر زیادی دی اکسید کربن منجمد در منطقه وجود داشت و مانع از شناسایی لایه های زیرین می شد. یخ آب پیدا شده در یک متری زیر خاک وجود دارد. ۵۰ درصد از حجم این خاک را یخ آب تشکیل می دهد. کل حجم یخ کشف شده ۱۰.۴۰۰ کیلومتر مکعب است، یعنی دو برابر حجم لازم برای پر کردن دریاچه میشیگان.
پیمایشگر مریخ نتوانست در عمق بیش از ۱ متر یخ پیدا کند. به همین دلیل دانشمندان هنوز نمی توانند حجم کلی یخ موجود در مریخ را تخمین زنند.
در آگوست سال ۲۰۰۳ مریخ به زمین نزدیکتر شد. فاصله آن در ۶۰.۰۰۰ سال اخیر به این نزدیکی نبوده است. در آن سال دانشمندان سه سفینه جدید را به این سیاره ارسال کردند. ماموریت مارس اکسپرس مربوط به آژانس فضایی اروپا بود و شامل یک مدارگرد مجهز به تجهیزات علمی و یک مریخ نشین به منظور آنالیز خاک سیاره و کشف مدارک وجود حیات می شد. ایالات متحده نیز دو مریخ نورد به نامهای اسپریت (Spirit) و آپورچونتی (Opportunity) به مریخ ارسال کرد تا به کاوش در مناطق مختلف سطح مریخ بپردازند.
در دسامبر ۲۰۰۳، مارس اکسپرس به مداری پیرامون مریخ رسید و مریخ نشین بیگل ۲ (Beagle) را به سطح سیاره فرستاد. مارس اکسپرس بلافاصله شروع به ارسال تصاویر و دیگر اطلاعات به زمین نمود اما سرپرستان این ماموریت موفق به برقراری ارتباط با بیگل نشدند و این مریخ نشین در سیاره گم شد. در اوایل ژانویه ۲۰۰۴، مریخ نورد امریکایی اسپریت با موفقیت فرود آمد. آپورچونتی کمی دیرتر ارسال شد و در همان ماه آن نیز با موفقیت فرود آمد. این دو مریخ نورد تصاویر دقیقی از پدیده های سطح مریخ ارسال کردند و شروع به آنالیز سنگها و خاک آنجا به منظور پیدا کردن مدرکی حاکی بر وجود حجم زیادی آب مایع در سطح مریخ در گذشته های نه چندان دور نمودند.
در مارس ۲۰۰۴، دانشمندان امریکایی اعلام کردند که آنها به این نتیجه رسیده اند که در منطقه مریدیانی پلانیوم (Meridiani Planum) یعنی جائیکه مریخ نورد آپورچونتی در آن فرود آمد، زمانی مقادیر زیادی آب مایع وجود داشته است. مدرک آنها برای این ادعا سنگی بود که از قسمتهای زیرین به بیرون سر زده بود. آنالیزهای آپورچونتی نشان داد که این سنگ حاوی مقادیر زیادی نمک سولفات است که دارای سولفور و اکسیژن می باشد. در سیاره زمین، این مقدار نمک سولفات تنها در سنگهایی یافت می شود که یا در درون آب شکل گرفته اند و یا مدتها در معرض جریان آب بوده اند.
ماموریت مریخ نوردها تنها برای ۹۰ روز زمانبندی شده بود اما از آنجا که هر دوی آنها به خوبی کار می کردند مدت ماموریتشان تمدید شد. در ژوئن ۲۰۰۴، آپورچونتی به داخل چاله ای بزرگ رفت و به آنالیز سنگهای زیرین آن منطقه پرداخت. اسپریت نیز در همان ماه با طی مسیری به طول ۳ کیلومتر به مجموعه ای از تپه های مشهور به تپه های کلمبیا رسید. آنها ماهها به کاوش خود در این مناطق ادامه دادند.
برگرفته از :
كد - لینک:
Academist :: دانشجویان :: بانک مقالات علمی به زبان فارسی (http://www.academist.ir)
:104:
گردآونده:طه-Borna66
مریخ چهارمین سیاره از سمت خورشید در منظومه شمسی است. این سیاره یکی از همسایه های نزدیک زمین در فضا می باشد. مانند بقیه اجرام موجود در منظومه شمسی عمر مریخ نیز در حدود ۶/۴ بیلیون سال تخمین زده می شود.
رومیان باستان به تقلید از یونانیان، نام خدای جنگ خود یعنی مارس را بر روی این سیاره گذاشتند. دلیل این نامگذاری رنگ سرخ تداعی کننده خون این سیاره است. سرخ بودن این سیاره به دلیل وجود مقادیر زیاد آهن در خاک آن می باشد.
دانشمندان این سیاره را از طریق تلسکوپ های مستقر در زمین و فضا مشاهده کرده اند. سفینه هایی نیز تلسکوپ و تجهیزاتی دیگر را با خود به این سیاره برده اند. سفینه های نخستین طوری طراحی شده بودند که با گذر از کنار مریخ به مشاهده آن بپردازند. بعدها، سفینه هایی در مداری به دور مریخ شروع به گردش نموده و یا حتی بر سطح آن فرود آمده اند اما تا کنون هیچ انسانی پای بر روی این سیاره نگذاشته است.
جبه
جبه مریخ نیز احتمالا شبیه به ترکیب های جبه زمین است. بیشتر جبه زمین متشکل از سنگی به نام پرایدوتیت (peridotite) است. این سنگ عموما از سیلیکون، اکسیژن، آهن و منیزیوم تشکیل شده. فراوان ترین ماده معدنی در پرایدوتیت الیوین (olivine) می باشد.
منبع اصلی گرمای درون مریخ باید شبیه به زمین باشد یعنی فعل و انفعالات هسته ای اتمهایی مانند اورانیوم، پتاسیوم و تریوم. در حین این فعل و انفعالات، میانگین دمای جبه مریخ می تواند حدود ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد باشد.
هسته
مریخ احتمالا دارای هسته ای با ترکیبات آهن، نیکل و سولفور است. چگالی مریخ به نوعی مبین اندازه هسته آن می باشد. چگالی این سیاره از زمین بسیار کمتر است. در نتیجه، شعاع هسته آن نیز نسبت به شعاع هسته زمین کوچکتر است. شعاع هسته مریخ احتمالا بین ۱۵۰۰ و ۲۰۰۰ کیلومتر می باشد.
برخلاف زمین که هسته آن عمدتا مایع و مذاب است، هسته مریخ احتمالا به صورت جامد می باشد چرا که مریخ میدان مغناطیسی چشمگیری ندارد. میدان مغناطیسی تاثیری است که یک جسم مغناطیسی در اطراف و پیرامون خود ایجاد می نماید. حرکت یک سیاره با هسته مذاب منجر به شکل گیری میدان مغناطیسی در اطراف سیاره می گردد.
اطلاعات به دست آمده توسط پیمایشگر سراسری (Global Surveyor) نشان می دهند که برخی از قدیمی ترین سنگهای موجود در سیاره مریخ در شرایطی شکل گرفته اند که میدان مغناطیسی شدیدی در محیط وجود داشته است. بنابراین، در گذشته دور، مریخ می توانسته است که دارای درونی داغ تر و هسته مذاب باشد.
خصوصیات سطح مریخ
سطح مریخ دارای ویژگی های متعددی است که اغلب آنها در زمین نیز وجود دارند نظیر دشتها، دره ها، آتشفشانها، آبگذرها و یخ های قطبی. البته چاله هایی نیز در مریخ وجود دارند که در اثر برخورد سنگهای آسمانی با این سیاره به وجود آمده اند. این چاله ها به ندرت بر روی زمین دیده می شوند. گردی متمایل به رنگ قرمز تقریبا همه سطح این سیاره را فرا گرفته است.
دشتها
بسیاری از نواحی مریخ به صورت دشت می باشد. بیشتر این مناطق در نیمکره شمالی قرار گرفته اند. در قسمتهای شمالی نیمکره شمالی، مسطح ترین و صاف ترین مناطق منظومه شمسی قرار گرفته اند. صاف بودن این مناطق به احتمال قوی به این دلیل است که رسوبات به وجود آورنده آنها بوده اند. دلایل فراوانی وجود دارد که زمانی در سطح مریخ آب جاری بوده است. وجود آب مسبب تشکیل و جمع شدن رسوبات بوده است.
دره ها
در امتداد استوا نمادی چشمگیر در این سیاره قرار گرفته است. یک مجموعه بزرگ از دره ها به نام دره های مریخی. سفینه فضایی مارینر ۹ در سال ۱۹۷۱ این پدیده را در سطح مریخ کشف نمود. دره از شرق به غرب کشیده شده و طول آن حدود ۴۰۰۰ کیلومتر یعنی به اندازه عرض استرالیا و یا به اندازه فاصله بین فیلادلفیا تا سندیگو است.
دانشمندان بر این باورند که این سیستم بر اثر شکاف خوردن قسمتی از پوسته ایجاد شده است. دره های منحصر به فرد در مجموعه دره های مریخی عرضی به بزرگی ۱۰۰ کیلومتر دارند. دره ها در قسمت مرکزی، جاییکه ۶۰۰ کیلومتر عرض دارد به یکدیگر وصل می شوند. عمق دره ها در برخی نقاط به ۸ تا ۱۰ کیلومتر می رسد.
کانال های بزرگی در انتهای شرقی دره ها به چشم می خورند و همچنین در برخی نقاط، دره ها لایه های رسوبی دارند. وجود این کانالها و رسوبات حاکی از این است که زمانی قسمتهایی از این دره ها پر از آب بوده است.
آتشفشانها
مریخ بزرگترین کوه های آتشفشانی موجود در منظومه شمسی را در خود جای داده است. بلندترین آنها الیمپوس(Olympus)، ارتفاعی معادل ۲۷ کیلومتر و قطری به اندازه ۶۰۰ کیلومتر دارد که با دشتهای مسطح احاطه شده است. سه آتشفشان بزرگ دیگر مریخ آرسیا (Arsia)، آسکرئوس (Ascraeus) و پاونیز (Pavonis) نام دارند و در منطقه مرتفعی به نام تارسیس (Tharsis) قرار گرفته اند.
همه این آتشفشانها، مانند آتشفشانهای هاوایی، دارای شیبی هستند که به تدریج زیادتر می شود. مریخ همچنین انواع زیاد دیگری از آتشفشانها را دارا می باشد. از تپه های مخروطی کوچک تا دشتهای پوشیده شده با مواد مذاب منجمد شده. دانشمندان نمی دانند که آخرین فوران آتشفشانی چه زمانی در مریخ به وقوع پیوسته است اما فورانهای جزئی ممکن است همچنان در این سیاره به وقوع بپیوندد.
چاله ها و حوزه های برخوردی
بسیاری از سنگ های آسمانی که در طول تاریخ سیاره مریخ با آن برخورد کرده اند منجر به ایجاد چاله هایی در سطح این سیاره شده اند. این چاله های برخوردی به دو دلیل در زمین بسیار اندک می باشند:۱) چاله هایی که قبلا ایجاد شده اند در اثر فرسایش از بین رفته اند. ۲) اتمسفر متراکم زمین مانع برخورد سنگها و در نتیجه تشکیل چاله ها می گردد.
چاله های موجود در سطح مریخ بسیار شبیه به چاله های موجود در ماه، عطارد و دیگر اجرام منظومه شمسی است. چاله ها عمیق و کاسه ای شکلند. چاله های بزرگتر می توانند دارای قله های مرکزی باشند که در اثر ارتجاع پوسته پس از برخورد به وجود می آیند.
در مریخ، شمار چاله ها از جایی به جای دیگر به شدت متغیر است. سطح مریخ در نیمکره جنوبی بسیار قدیمی و در نتیجه دارای چاله های بسیار زیادی است. بقیه جاها به ویژه در نیمکره شمالی جوانتر و دارای تعداد کمتری چاله می باشد.
برخی از کوه های آتشفشانی نیز دارای چاله هایی می باشند و این امر نشان دهنده این است که زمان زیادی از فوران آنها نگذشته است. مواد مذاب آتشفشانها می تواند همه چاله های موجود را بپوشاند. پس زمان زیادی از آخرین فوران ها نگذشته است چون در غیر اینصورت تعداد چاله ها بر روی کوه های آتشفشانی بیشتر بود.
در اطراف برخی از چاله ها رسوبات غیر معمولی به چشم می خورد. این رسوبات موادی می باشند که به هنگام برخورد سنگ آسمانی از چاله تشکیل شده به بیرون پرتاب شده اند. این شکل از رسوبات می تواند مبین این باشد که سنگ آسمانی به هنگام برخورد با آب و یا یخ در زیر زمین مواجه شده است.
مریخ تعدادی چاله بسیار بزرگ دارد. بزرگترین این چاله ها پلانیتیا (Planitia) به معنای دشت یا حوزه پائین نام گرفته است. این چاله در نیمکره جنوبی قرار دارد و قطر آن ۲۳۰۰ کیلومتر می باشد. کف این چاله ۹ کیلومتر پائین تر از سطح است.
کانالها، دره ها و آبگذرهایی که در نتیجه سایش و فرسایش آب به وجود می آیند در بسیاری از مناطق مریخ به چشم می خورند. از مهمترین این شواهد می توان به “کانال های طغیان” اشاره نمود. این کانالها می توانند عرضی معادل ۱۰۰ کیلومتر و طولی به اندازه ۲۰۰۰ کیلومتر داشته باشند. گمان می رود که این کانالها در پی سیلهایی مهیب شکل گرفته باشند. در بسیاری موارد به نظر می رسد که آب به طور ناگهانی در این مناطق از زیر زمین فوران کرده است.
در نواحی دیگری از مریخ پدیده های بسیار کوچکتری به نام شبکه های دره ای وجود دارند. این شبکه ها بسیار شبیه به سیستم های رودخانه ای در روی زمین می باشند. شبکه های دره ای مریخ عرضی برابر چندین کیلومتر و طولی برابر چند صد کیلومتر دارند. این شبکه ها به نوعی پدیده هایی باستانی در مریخ به حساب می آیند. وجود آنها می تواند بیانگر این باشد که روزگاری هوا در مریخ به قدری گرم بوده که امکان وجود آب به شکل مایع وجود داشته است.
آبگذرها از شبکه های دره ای نیز کوچکترند. آنها اغلب در ارتفاعات قرار دارند. احتمالا وجود آنها بر اثر تراوشات آب از زیر زمین به سطح، ظرف چند میلیون سال پیش می باشد.
رسوبات قطبی
جالب ترین پدیده در مناطق قطبی مریخ، توده های ضخیمی از لایه های رسوبی مواد می باشد. دانشمندان بر این باورند که این لایه ها با ترکیبی از یخ آب و ذرات خاک تشکیل شده اند. این رسوبات تا ارتفاع ۸۰ درجه از هر دوقطب گسترش یافته اند.
احتمالا اتمسفر در طی مدتهای طولانی منجر به رسوب لایه هایی گردیده است. این لایه ها ممکن است مدارکی برای فعالیتها و تغییرات فصلی آب و هوا در طی گذشت زمانهای بسیار طولانی باشد. یکی از احتمالات تغییر آب و هوا در مریخ تغییر زاویه محور طولی این سیاره می باشد. این تغییرات منجر به تغییر مقدار تابش نور خورشید به قسمتهای مختلف سیاره و در نتیجه تغییرات کلی آب و هوا در مریخ می گردد. مقدار رسوباتی که اتمسفر ایجاد می کند با تغییرات گذشته در آب و هوا ارتباط مستقیم دارد.
در بالای لایه های رسوبی موجود در هر دو نیمکره کلاهک یخ آب وجود دارد که در تمام سال به شکل یخ باقی می مانند. این لایه ها و کلاهک روی آنها چندین کیلومتر ضخامت دارد.
در فصل زمستان کلاهک های فصلی که از لایه های یخ زده تشکیل می شوند نیز ظاهر می گردند. این کلاهک ها به خوبی توسط تلسکوپ های مستقر بر روی زمین قابل رویت می باشند. کلاهک های فصلی شامل دی اکسید کربن منجمد یا یخ خشک که از دی اکسید کربن موجود در اتمسفر به وجود می آید، می باشد. در سردترین روزهای زمستان این لایه ها تا ارتفاع ۴۵ درجه به سمت استوا گسترش می یابند.
اتمسفر
اکسیژن موجود در اتمسفر مریخ در قیاس با زمین بسیار اندک است. این گاز تنها ۱۳/۰ درصد از کل اتمسفر مریخ را تشکیل می دهد در حالیکه ۲۱ درصد از جو زمین ما از اکسیژن تشکیل شده است. دی اکسید کربن ۳/۹۵ درصد از اتمسفر این سیاره را شامل می شود. بقیه گازها عبارتند از نیتروژن، ۷/۲ درصد، آرگون، ۶/۱ درصد، مونوکسید کربن، ۰۷/۰ درصد و بخار آب، ۰۳/۰ درصد.
فشار
در سطح مریخ، فشار جو عمدتا حدود تنها ۷/۰ کیلوپاسکال یعنی تقریبا ۷/۰ درصد فشار جوی سطح زمین می باشد. با تغییر فصل در مریخ این مقدار بین ۲۰ تا ۳۰ درصد دستخوش تغییر می گردد.
در هر زمستان تغلیظ گاز دی اکسید کربن در قطبها منجر به کاخش میزان این گاز در اتمسفر می گردد. در نتیجه فشار هوا به شکل قابل ملاحظه ای کم می شود. متضاد این فرایند در فصل تابستان صورت می گیرد. علاوه بر تغییرات فصلی، در طی روز نیز بنا به تغییر شرایط آب و هوا فشار اتمسفر نیز تغییر می کند. این پدیده در سیاره زمین نیز رخ می دهد.
دما
سردترین قسمتهای مریخ در ارتفاعات ۶۵ تا ۱۲۵ کیلومتری آن می باشد. در این ارتفاعات دمای هوا ۱۳۰- درجه سانتیگراد است. با کم شدن ارتفاع نسبت به سطح، دما افزایش یافته و در طی روز به ۳۰- تا ۴۰- درجه سانتیگراد می رسد.
دمای اتمسفر مریخ در زمانهایی که با مقدار زیادی گرد و خاک آمیخته شده است، می تواند گرمتر از مواقع عادی باشد. گرد و خاک نور خورشید را جذب کرده و بیشتر آنرا به گازهای موجود در اتمسفر منتقل می نماید.
ابرها
در جو مریخ، ابرهایی ساخته شده از ذرات یخ زده دی اکسید کربن در ارتفاعات بالا شکل می گیرند. به علاوه تشکیل ابر و مه با ذرات یخ آب بسیار رایج است. بیشترین زمانی که مه در هوا وجود دارد اوایل صبح می باشد. در آن زمان هوا در سردترین حالت خود است درنتیجه بخار آب غلیظ می گردد.
باد
اتمسفر مریخ، مانند زمین، یک چرخه عمومی و الگوی بادی که همه سیاره را در می نوردد، دارد. دانشمندان با مشاهده حرکات باد و تغییرات آن به مطالعه الگوی وزش آن پرداخته اند.
چرخه عمومی وزش باد در مریخ با دلیلی مشابه فرایند تشکیل باد در سیاره زمین شکل می گیرد. خورشید ارتفاعات پائین تر اتمسفر را بیش از ارتفاعات بالای آن گرم می کند. هوای گرم به بالا می رود، و هوای سرد به پایین آمده و جای هوای گرم را می گیرد. این روند ادامه پیدا کرده و منجر به تشکیل باد می شود.
در مریخ، تغلیظ و تبخیر گاز دی اکسید کربن در قطبها تاثیر بسزایی در چرخه کلی دارد. با شروع زمستان، دی اکسید کربن موجود در جو در دو قطب متمرکز و غلیظ می شود. در نتیجه دی اکسید کربن بیشتری به سمت قطبها برای پر شدن جای خالی این گاز جریان می یابد. وقتی بهار از راه می رسد، دی اکسید کربن یخ زده بخار می شود و در نتیجه این گاز به سمتی دور از قطبها جریان پیدا می کند.
بادهایی که در سطح مریخ می وزند عمدتا آرامند و سرعتی در حدود ۱۰ کیلومتر در ساعت دارند. دانشمندان تندبادهایی با سرعت ۹۰ کیلومتر در ساعت را نیز مشاهده کرده اند. با اینحال نیروی این تندبادها بسیار کمتر از تندبادهای مشابه از لحاظ سرعت در زمین می باشد. چرا که چگالی و تراکم اتمسفر مریخ از اتمسفر زمین بسیار کمتر است.
طوفان خاک
یکی از بارزترین جلوه های آب و هوایی در مریخ وزش بادهای همراه با گرد و خاک است. گردبادهای کوچک می توانند برای مدت کوتاهی خاک را از سطح سیاره بالا ببرند. این بادهای کوچک شبیه به گردبادهای زمینی هستند.
طوفانهای شدید خاک زمانی آغاز می شوند که باد گرد و خاک را با خود تا اتمسفر بالا ببرد. در این هنگام هوای پیرامون ذرات خاک به دلیل جذب نور خورشید گرم می شود. هنگامیکه هوای گرم به بالا می رود، باد شدیدتر می شود و گرد و خاک بیشتری را نیز با خود به بالا می برد. در نتیجه طوفان شدید و شدیدتر می شود.
در مقیاسهای شدیدتر، طوفان خاک می تواند منطقه ای بیش از ۳۲۰ کیلومتر و یا حتی تا چندین هزار کیلومتر را در بر گیرد. طوفانهای بزرگتر می توانند همه سطح سیاره را در فرا بگیرند. چنین طوفانهایی غیر معمول هستند اما می توانند تا ماهها ادامه داشته باشند.
شدیدترین طوفانها قادرند همه سطح سیاره را غیر قابل رویت نمایند. چنین طوفانهایی یکبار در سال ۱۹۷۱ و بار دیگر در سال ۲۰۰۱ وزیدند.
طوفانهای شن بیشتر در زمانهایی که فاصله مریخ از خورشید کم است رخ می دهند. دلیل این امر نیز این است که در آن زمانها خورشید بیشتر اتمسفر را گرم می نماید.
قمر ها
مریخ دو قمر کوچک به نامهای فوبوس (Phobos) و دیموس (Deimos) دارد. ستاره شناس آمریکایی آزف هال (Asaph Hall) در سال ۱۸۷۷ این دوقمر را کشف نمود و نامهای پسران آرس (Ares ،خدای جنگ یونانیان) را بر آنها نهاد. هر دوی این قمر ها دارای شکلی غیر متعارف و غیر هندسی می باشند. بزرگترین قطر فوبوس ۲۷ کیلومتر و بزرگترین قطر دیموس ۱۵ کیلومتر می است.
هر دو قمر دارای چاله های فراوانی می باشند که در اثر برخورد سنگهای آسمانی با آنها تشکیل شده اند. سطح قمر فوبوس دارای شیارهای پیچیده ایست. این شیارها احتمالا ترکهایی هستند که پس از برخورد بزرگترین سنگ آسمانی با این قمر به وجود آمده اند.
دانشمندان هنوز نمی دانند که این دو قمر در کجا تشکیل شده اند. دو احتمال وجود دارد. یا هر دوی آنها همزمان با تشکیل خود سیاره به وجود آمده اند. یا این دو قمر در حقیقت سنگ های آسمانی سرگردانی بوده اند که در میدان گرانش مریخ گیر افتاده اند. رنگ فوبوس و دیموس خاکستری تیره و تقریبا همرنگ بقیه سنگهای آسمانی می باشد.
تکامل مریخ
دانشمندان دانشی کلی در مورد تکامل این سیاره از ۶/۴ بیلیون سال پیش تا کنون دارند. این دانش با مطالعه چاله ها و دیگر پدیده ها و مشخصات سطح این سیاره به دست آمده است. پدیده هایی که در دوران مختلف تکامل به وجود آمده اند همچنان در سطح این سیاره موجودند. محققین یک سناریوی تکامل برای این سیاره تهیه نموده اند که در برگیرنده ابعاد، شکل و مکان پدیده های سطح آن می باشد.
دانشمندان نسبت دوره های زمانی مناطق موجود در سطح را با توجه به چاله های برخوردی مشاهده شده، دسته بندی کرده اند. هر چه در یک منطقه تعداد چاله بیشتر باشد، عمر آن منطقه نیز بیشتر است.
با اینحال دانشمندان هنوز نمی توانند تشخیص دهند که هر یک از دوره های تکامل دقیقا چه زمانی رخ داده اند. برای این کار آنها به دانستن سن سنگهای موجود در سطح مریخ، که در دوره های مختلف تشکیل شده اند، نیاز دارند. آنها باید این سنگها را در آزمایشگاه های پیشرفته آنالیز نمایند ولی متاسفانه تا کنون هیچ سنگی از مریخ توسط سفینه ها به زمین آورده نشده است.
دانشمندان طول عمر مریخ را به سه دوره زمانی تقسیم کرده اند. ۱) نواکیان (Noachian). ۲) هسپرین (Hesperian). ۳) آمازونین (Amazonian). هر دوره با نام منطقه ای که در همان دوره تشکیل شده ، نام گرفته است.
دوره نواکیان بر اساس منطقه نواکیس (Noachis) که منطقه ای مرتفع در نیمکره جنوبی است نام گرفته. در طول دوره نواکیان، تعداد بیشماری اجرام سنگی در ابعاد مختلف با مریخ برخورد کرده اند. برخورد این اجرام چاله هایی در ابعاد گوناگون در منطقه ایجاد کرده است. در این دوره همچنین چندین آتشفشان عظیم فعال بوده اند.
به علاوه در این دوره فرسایش سطح توسط آب منجر به شکل گیری شبکه های دره ای در مریخ شده است. وجود این شبکه بیان گر این است که دمای مریخ در دوره نواکیان بسیار گرمتر از دمای کنونی سیاره بوده است.
دوره هسپرین
بمباران های شدید دوره نواکیان تدریجا به پایان رسید و دوره هسپرین آغاز شد. این دوره بنا به منطقه هسپریا پلانیوم (Hesperia Planum) اینچنین نامگذاری شده است. دشتی مرتفع در عرضهای پائین جغرافیایی نیمکره جنوبی.
در طی دوره هسپرین فعالیتهای آتشفشانی ادامه داشته اند و مواد مذاب بیشتر چاله های به وجود آمده در دوره نواکیان را پوشاندند. اغلب بزرگترین کانالهای موجود در سیاره مربوط به دوره هسپرین می باشند.
دوره آمازونین همراه با تشکیل چاله های کوچک است و تا به امروز ادامه یافته است. نام این دوره بر اساس نام منطقه آمازونیس پلانیتیا(Amazonis Planitia)، که دشت کم ارتفاعی در عرضهای پائین جغرافیایی نیمکره شمالی است گرفته شده.
فعالیتهای آتشفشانی در این دوره نیز ادامه داشته اند و برخی از بزرگترین آتشفشانها مربوط به این دوره هستند. جوانترین عناصر موجود در مریخ، شامل رسوبات یخ در قطبها نیز به این دوره تعلق دارند.
امکان وجود حیات
احتمالا روزگاری در مریخ حیات وجود داشته است. حتی ممکن است موجودات زنده هنوز در این سیاره دوام آورده و وجود داشته باشند. مریخ تقریبا به طور قطعی سه عامل اصلی را که دانشمندان برای وجود حیات ضروری می دانند دارا می باشد: ۱) عناصر شیمیایی مانند کربن، هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن ۲) منبع انرژی ۳) آب مایع.
عناصر شیمیایی در طول تاریخ این سیاره همیشه در آن وجود داشته اند. نور خورشید نیز منبع انرژی به حساب می آید. علاوه بر نور خورشید گرمای درون سیاره نیز نوعی منبع انرژی ثانوی است. در زمین، گرمای درونی سیاره ما، زندگی گونه های زیستی اعماق دریا و شکاف پوسته ها را تضمین می کند.
آب مایع به شکلی واضح مسبب به وجود آمدن پدیده های سطح مریخ از جمله کانالهای بزرگ، دره های کوچک و آبگذرهای جوان آن است. به علاوه مقادیر زیادی یخ آب در نزدیک قطب جنوب و احتمالا قطب شمال آن وجود دارد. بنابراین آشکار است که زمانی آب مایع در این سیاره جاری بوده است. احتمالا امروزه در زیر لایه های رویی این سیاره آب مایع هنوز یافت می شود.
در سال ۱۹۹۶، گروهی به سرپرستی دیوید مک کی (David S. McKay)، زمین شناس مرکز فضایی جانسون ناسا در هوستون، اعلام نمودند که مدرکی از وجود جانوران میکروسکوپی در مریخ پیدا کرده اند. آنها این مدرک را در درون یک قطعه سنگ آسمانی که خود را به زمین رسانده بود، کشف کردند. این قطعه سنگ به احتمال زیاد در اثر برخورد سنگی بزرگتر با مریخ از سطح این سیاره کنده شده و پس از میلیونها سال سفر در فضا سرانجام وارد جو زمین شده است.
این مدرک شامل مولکولهای بنیانی پیچیده، ذراتی از نوعی ماده معدنی به نام مگنتیت (magnetite) که درون برخی از انواع باکتریها تشکیل می شود و سازه های بسیار ریزی که فسیلهای میکروسکوپی هستند می باشد. استنتاج دانشمندان جدال آمیز است اما در هر صورت تا کنون برای اثبات وجود حیات در مریخ هیچ توافق علمی جامعی پیدا نشده است.
تاریخ مطالعات مریخ
مشاهده از زمین
نخستین ستاره شناسان به کمک تلسکوپ هایی بر روی زمین به وجود کلاهک های قطبی و تغییرات آنها در فصول مختلف پی برده بودند. آنها همینطور نشانه ها تیره و روشنی کشف نمودند که شکل و مکان آنها در تغییر بود.
در اواخر قرن ۱۹ ستاره شناس ایتالیایی به نام شیاپارلی (Giovanni V. Schiaparelli) اعلام کرد که شبکه ای از خطوط تیره را در سطح مریخ مشاهده کرده است. بسیاری از ستاره شناسان نیز رویت چنین پدیده ای را تائید کردند. درمیان آنان ستاره شناس امریکایی به نام پرسیوال لاول (Percival Lowell) نیز حضور داشت. او وجود این کانالها را به ساکنین مریخ نسبت داد.
نشانه های تیره و روشن متغیری که ستاره شناسان در گذشته وجود آنها را گزارش کرده بودند در واقع بادهای مریخی بودند که در گستره سطح این سیاره می وزند. برخی از ستاره شناسان نخستین اعتقاد داشتند که تغییر این نشانه ها به دلیل رشد و نابودی گونه های گیاهی است.
مشاهده بوسیله فضاپیما
سفینه های روبوتیک از دهه هفتاد قرن پیش شروع به مشاهده دقیق این سیاره نمودند. ایالات متحده در سال ۱۹۶۴ مارینر ۴ و در سال ۱۹۶۹ مارینر ۶ و مارینر ۷ را ارسال کرد. هر کدام از آنها حدود ۶ ماه بعد به مدار مریخ رسیدند. تصاویر تهیه شده توسط این سفینه ها نشان داد که مریخ سیاره ایست خشک و سترون، دارای چاله هایی فراوان نظیر ماه و بدون هیچ گونه اثر و آثاری از حیات.
در سال ۱۹۷۱، مارینر ۹ به مدار مریخ ارسال شد. این سفینه توانست از ۸۰ درصد سطح این سیاره نقشه برداری کند. برای اولین بار آتشفشانها و سیستم های دره ای این سیاره توسط این سفینه کشف شدند. همچنین نواحی دیده شد که شبیه به بسترهای خشک رودخانه بود.
ماموریت بعدی به مریخ، ماموریت وایکینگ بود که توسط ایالات متحده در سال ۱۹۷۵ صورت گرفت. وایکینگ شامل دو مدارگرد و دو مریخ نشین بود. هدف اصلی آن پیدا کردن حیات در این سیاره بود. محل فرود مریخ نشینها توسط مدارگردها تعیین شد و آنها در جولای و سپتامبر ۱۹۷۶ در سطح سیاره سرخ فرود آمدند. مریخ نشینها توانستند برای نخستین بار تصاویری را از نزدیک در این سیاره تهیه کنند. آنها از خاک مریخ نمونه گیری کردند. هیچ نشانی از حیات توسط آنها پیدا نشد.
دو ماموریت موفقیت آمیز دیگر، مریخ نشین رهیاب (Pathfinder) و مدارگرد پیمایشگر سراسری مریخ (Mars Global Surveyor) بود. ایالات متحده هر دوی آنها را در سال ۱۹۹۶ ارسال نمود. بخش اساسی ماموریت رهیاب انجام دادن سیستم جدید فرود بر این سیاره بود. این مریخ نشین در جولای ۱۹۹۷ به کمک بالشت های بزرگ بادی در مریخ با موفقیت فرود آمد. رهیاب یک خودروی کوچک به نام سوجورنر (Sojourner) به معنای ساکن موقتی یا آدم سیار را نیز با خود به سطح مریخ برد. رهیاب تصاویر منحصر به فردی را از مریخ به زمین ارسال کرد و سوجورنر آنالیزهایی را در سنگها و خاک مریخ به انجام رساند. مردم در سرتاسر جهان از تلوزیون های خود تصاویر سوجورنر را در حال کار مشاهده می کردند.
پیمایشگر مریخ تعدادی از وسایل و تجهیزات اندازه گیری علمی را با خود حمل می کرد. یک دستگاه لیزر ارتفاع سنج با ارسال امواج لیزری ارتفاعات موجود در سطح سیاره را معین نمود. این دستگاه نقشه ای از ارتفاعات سطح مریخ تهیه کرد که در آن همه ارتفاعاتی که حداقل یک متر بلندی دارند مشخص گردید. یک طیف سنج مادون قرمز ترکیب بندی بعضی از مواد معدنی موجود در سطح مریخ را مشخص نمود. یک دوربین با حساسیت بسیار بالا نیز توانست تصاویری از یک منطقه جدید ژئولوژیک تهیه نماید. این منطقه شامل لایه هایی رسوبی بود که احتمالا توسط آب مایع و رسوبات آن تشکیل شده است به اضافه آبگذرهای کوچکی که آنها نیز توسط آب مایع شکل گرفته بودند.
در اپریل ۲۰۰۱، ایالات متحده سفینه ادیسه مریخ را ارسال کرد. این سفینه تجهیزاتی را برای آنالیز شیمیایی ترکیب بندی سطح مریخ و لایه های زیرین آن به منظور کشف وجود یخ آب در سطح و یا زیر سطح این سیاره و همچنین مطالعه پرتوهای پیرامون مریخ به همراه داشت. ادیسه مریخ در اکتبر ۲۰۰۱ در مداری نزدیک سیاره قرار گرفت. در سال ۲۰۰۲، این سفینه مقادیر زیادی یخ آب در زیر سطح مریخ کشف نمود. بیشتر یخ کشف شده در منطقه جنوبی سیاره و در قسمت جنوب ۶۰ درجه عرض جغرافیایی قرار دارد. دانشمندان انتظار دارند که در نیمکره شمالی، قسمت شمال ۶۰ درجه عرض جغرافیایی، نیز یخ وجود داشته باشد. به هرحال در زمانی که اکتشاف صورت می گرفت مقادیر زیادی دی اکسید کربن منجمد در منطقه وجود داشت و مانع از شناسایی لایه های زیرین می شد. یخ آب پیدا شده در یک متری زیر خاک وجود دارد. ۵۰ درصد از حجم این خاک را یخ آب تشکیل می دهد. کل حجم یخ کشف شده ۱۰.۴۰۰ کیلومتر مکعب است، یعنی دو برابر حجم لازم برای پر کردن دریاچه میشیگان.
پیمایشگر مریخ نتوانست در عمق بیش از ۱ متر یخ پیدا کند. به همین دلیل دانشمندان هنوز نمی توانند حجم کلی یخ موجود در مریخ را تخمین زنند.
در آگوست سال ۲۰۰۳ مریخ به زمین نزدیکتر شد. فاصله آن در ۶۰.۰۰۰ سال اخیر به این نزدیکی نبوده است. در آن سال دانشمندان سه سفینه جدید را به این سیاره ارسال کردند. ماموریت مارس اکسپرس مربوط به آژانس فضایی اروپا بود و شامل یک مدارگرد مجهز به تجهیزات علمی و یک مریخ نشین به منظور آنالیز خاک سیاره و کشف مدارک وجود حیات می شد. ایالات متحده نیز دو مریخ نورد به نامهای اسپریت (Spirit) و آپورچونتی (Opportunity) به مریخ ارسال کرد تا به کاوش در مناطق مختلف سطح مریخ بپردازند.
در دسامبر ۲۰۰۳، مارس اکسپرس به مداری پیرامون مریخ رسید و مریخ نشین بیگل ۲ (Beagle) را به سطح سیاره فرستاد. مارس اکسپرس بلافاصله شروع به ارسال تصاویر و دیگر اطلاعات به زمین نمود اما سرپرستان این ماموریت موفق به برقراری ارتباط با بیگل نشدند و این مریخ نشین در سیاره گم شد. در اوایل ژانویه ۲۰۰۴، مریخ نورد امریکایی اسپریت با موفقیت فرود آمد. آپورچونتی کمی دیرتر ارسال شد و در همان ماه آن نیز با موفقیت فرود آمد. این دو مریخ نورد تصاویر دقیقی از پدیده های سطح مریخ ارسال کردند و شروع به آنالیز سنگها و خاک آنجا به منظور پیدا کردن مدرکی حاکی بر وجود حجم زیادی آب مایع در سطح مریخ در گذشته های نه چندان دور نمودند.
در مارس ۲۰۰۴، دانشمندان امریکایی اعلام کردند که آنها به این نتیجه رسیده اند که در منطقه مریدیانی پلانیوم (Meridiani Planum) یعنی جائیکه مریخ نورد آپورچونتی در آن فرود آمد، زمانی مقادیر زیادی آب مایع وجود داشته است. مدرک آنها برای این ادعا سنگی بود که از قسمتهای زیرین به بیرون سر زده بود. آنالیزهای آپورچونتی نشان داد که این سنگ حاوی مقادیر زیادی نمک سولفات است که دارای سولفور و اکسیژن می باشد. در سیاره زمین، این مقدار نمک سولفات تنها در سنگهایی یافت می شود که یا در درون آب شکل گرفته اند و یا مدتها در معرض جریان آب بوده اند.
ماموریت مریخ نوردها تنها برای ۹۰ روز زمانبندی شده بود اما از آنجا که هر دوی آنها به خوبی کار می کردند مدت ماموریتشان تمدید شد. در ژوئن ۲۰۰۴، آپورچونتی به داخل چاله ای بزرگ رفت و به آنالیز سنگهای زیرین آن منطقه پرداخت. اسپریت نیز در همان ماه با طی مسیری به طول ۳ کیلومتر به مجموعه ای از تپه های مشهور به تپه های کلمبیا رسید. آنها ماهها به کاوش خود در این مناطق ادامه دادند.
برگرفته از :
كد - لینک:
Academist :: دانشجویان :: بانک مقالات علمی به زبان فارسی (http://www.academist.ir)
:104:
گردآونده:طه-Borna66