سیاره مریخ و جذابیت های علمی آن!

سیاره مریخ در یک نگاه

مریخ یا سیاره سرخ که نام دیگر آن بهرام می‌باشد چهارمین سیاره نزدیک به خورشید در منظومه شمسی می‌باشد. سیاره مریخ از خیلی جهات شبیه به سیاره زمین می‌باشد و روزهایش کمی روزهای سیاره زمین طولانی‌تر می‌باشد.

الگوی فصل ها در سیاره مریخ درست همانند کره زمین می‌باشد اما با این تفاوت که مدت زمان آن دو برابر کره زمین است. سیاره مریخ بر خلاف زمین دارای دو قمر کوچک با نام های دیموس و فوبوس دارد و سطح این سیاره قرمز رنگ درست مانند زمین ما دارای دره، صحرا و کوه می‌باشد. و در نهایت باید اعلام کرد که جو سیاره مریخ یک جو بسیار رقیق و سمی می‌باشد.

ویژگیهای فیزیکی سیاره مریخ

مریخ از زمین کم چگال‌تر است، به گونه‌ای که حجمی برابر ۱۵٪ و جرمی برابر ۱۱٪ زمین دارد. مساحت سطح آن تنها اندکی کمتر از مجموع سطوح خشکی‌های زمین است. مریخ در برابر عطارد بزرگتر و دارای جرم بیشتر و در نتیجه چگال‌تر است. همین زمینه سبب شده‌است نیروی گرانش بیشتری در سطح مریخ وجود داشته باشد. مریخ از نظر میزان حجم و جرم، هشتمین جسم در منظومۀ شمسی است.

مریخ از دید اندازه، جرم و گرانش سطح، حالتی میان زمین و ماه (ماه زمین) دارد؛ ماه قطری برابر یک دوم قطر مریخ دارد، در حالی که قطر زمین حدود دو برابر قطر مریخ است، زمین دارای جرمی در حدود ده برابر جرم مریخ است، در حالی که جرم ماه ده برابر کمتر از مریخ است. نمای سرخ-نارنجی رنگ مریخ در اثر وجود آهن (III) اکسید، که بیشتر به هماتیت یا زنگ آهن مشهور است، به وجود آمده‌است.

خاک سیاره مریخ

در ژوئن ۲۰۰۸، داده‌های به دست آمده به دست کاوشگر فینیکس ثابت کرد که خاک مریخ دارای اندکی ویژگی بازی (قلیایی) و همچنین دربرگیرندهٔ موادی مانند منیزیم، سدیم، پتاسیم و کلر، که وجود همه آن‌ها برای زیست و رویش موجودات زنده ضروری است، می‌باشد.

پژوهشگران خاک به دست آمده از بخشی نزدیک قطب شمال مریخ را با کمی خاک باغچه زمینی هم سنجی کردند و به این نتیجه رسیدند که خاک مریخ برای رشد گیاهانی چون مارچوبه مناسب است.

در اوت ۲۰۰۸، کاوشگر فینیکس با انجام آزمایش‌های ساده شیمیایی، مثل آمیختن آب زمین با خاک مریخ، با هدف آشکار ساختن پی‌اچ خاک مریخ، نشانه‌هایی از نمک پرکلرات پیدا کرد، که این موضوع تئوری دانشمندان بسیاری را که ادعا کرده بودند خاک مریخ به‌طور چشمگیری دارای ویژگی بازی است، تأیید می‌کرد. pH خاک مریخ ۸٫۳ اندازه‌گیری شد.

نتایج حاصل از نمونه‌گیری و آزمایش خاک سطح مریخ، که از جمله با کمک اشعه ایکس، توسط کاوشگر کنجکاوی انجام گرفت، نشان می‌دهد که سطح مریخ بافتی بازالتی دارد که نوعی سنگ آتش‌فشانی، مشابه شن‌های سواحل هاوایی است.

مدار سیاره مریخ

فاصلهٔ متوسط مریخ از خورشید تقریباً ۲۳۰ میلیون کیلومتر (۱۴۳ میلیون مایل) و دوره مداری آن ۶۸۷ روز (زمین) است. روز خورشیدی در مریخ تنها کمی طولانی‌تر از روز زمین است: ۲۴ ساعت، ۳۹ دقیقه و ۳۵٫۲۴۴ ثانیه. یک سال مریخ برابر با ۱٫۸۸۰۹ سال زمین یا یک سال، ۳۲۰ روز و ۱۸٫۲ ساعت است.

جو سیاره مریخ

جو زمین شامل ۷۸ درصد نیتروژن، ۲۱ درصد اکسیژن، ۰٫۹ درصد آرگون، ۰٫۰۳ درصد کربن دی‌اکسید و مقادیری بخار آب و ذرات معلق است. در حالی که در جو مریخ ۹۵ درصد دی‌اکسید کربن، ۳ درصد نیتروژن، ۱٫۶ درصد آرگون و فقط مقدار ناچیز اکسیژن و آب وجود دارد.

جو سیاره سرخ بسیار رقیق است، به‌طوری‌که فشار جوی سطح آن معادل یک صدم فشار جو زمین در سطح دریاست. علاوه بر این جو مریخ محافظ خوبی در برابر تابش‌های مرگبار فضایی نیست.

بیشتر مناطق مریخ بسیار سرد است. دمای هوا در قطب‌های آن می‌تواند تا ۱۳۰ درجه زیر صفر پایین برود. به دلیل رقیق بودن «هوای» مریخ، دمای هوا به سرعت تغییر می‌کند. مثلاً فقط لحظاتی پس از طلوع خورشید دما در سطح بیش از ۲۰ افزایش می‌یابد.

در هر لحظه دمایی که پای شما احساس می‌کند (هوای نزدیک سطح) با دمای هوای اطراف سر شما ممکن است تا ۲۰ درجه اختلاف داشته باشد. به این ترتیب اگر روی استوای مریخ باشید، دمای سطح ۲۰ درجه سلسیوس و دمای اطراف سر شما صفر درجه‌است.

در مریخ بادهایی با سرعت زیاد (متجاوز از ۲۰۰ کیلومتر بر ساعت) می‌وزد که سبب می‌شود غبارها در ارتفاع ۴۰ کیلومتری معلق بمانند علت ایجاد این بادها غالباً اختلاف دما توأم با اختلاف فشار است.

وجود آب در سیاره مریخ

کلیه مشاهدات قبلی توسط ماهواره‌ها و مریخ نوردها حاکی بوده‌است که سیاره سرخ زمانی پوشیده از لایه غلیظی از گازها بوده که امکان حضور آب مایع بر سطح را فراهم می‌کرده‌است. این برداشت (وجود آب سطحی) در مشخصه‌های سطح مریخ، مثل آثاری که شبیه بستر رودها، دلتاها و دریاچه‌هاست مشهود است.

اما فشار هوای مریخ امروز کمتر از یک درصد زمین است، یعنی اگر آب مایع را روی سطح بریزید (بسته به جای آن) می‌جوشد و بخار می‌شود یا یخ می‌بندد.

در ماه آوریل ۲۰۱۵، مریخ‌نورد ناسا که حدود سه سال در این سیاره مشغول پژوهش است، خاکی مرطوب شده با آب نمک را کشف کرد که نقطه انجماد را کاهش می‌دهد. سپس مریخ‌نورد در ماه سپتامبر صخره‌هایی زیر سطح مریخ یافت که چهار برابر آنچه که پیش از آن تصور می‌شد مرطوب بود.

علاوه بر این، تصاویر ماهواره‌ای که از سنگ‌ریزه‌ها در سطح این سیاره تهیه شده بود، نشان می‌داد روزی در این سیاره جریان آب وجود داشته‌است. با مطالعه تصاویر تهیه شده توسط مریخ‌نورد از سنگ‌های بازالتی و تیره سطح مریخ، گمانه‌زنی‌هایی از پوشیده بودن این سیاره از آب در سال‌های دور به میان آمد.

مشاهده مریخ 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 19 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 مریخ بوسیله فضاپیما

سفینه های روبوتیک از دهه هفتاد قرن پیش شروع به مشاهده دقیق این سیاره نمودند. ایالات متحده در سال 1964 مارینر 4 و در سال 1969 مارینر 6 و مارینر 7 را ارسال کرد. هر کدام از آنها حدود 6 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 1971، مارینر 9 به مدار مریخ ارسال شد. این سفینه توانست از 80 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 1975 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 1976 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 1996 ارسال نمود. بخش اساسی ماموریت رهیاب انجام دادن سیستم جدید فرود بر این سیاره بود. این مریخ نشین در جولای 1997 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 2001، 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 2001 در مداری نزدیک سیاره قرار گرفت. در سال 2002، این سفینه مقادیر زیادی یخ آب در زیر سطح مریخ کشف نمود.

بیشتر یخ کشف شده در منطقه جنوبی سیاره و در قسمت جنوب 60 درجه عرض جغرافیایی قرار دارد. دانشمندان انتظار دارند که در نیمکره شمالی، قسمت شمال 60 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. 50 درصد از حجم این خاک را یخ آب تشکیل می دهد. کل حجم یخ کشف شده 10.400 کیلومتر مکعب است، یعنی دو برابر حجم لازم برای پر کردن دریاچه میشیگان.

پیمایشگر مریخ نتوانست در عمق بیش از 1 متر یخ پیدا کند. به همین دلیل دانشمندان هنوز نمی توانند حجم کلی یخ موجود در مریخ را تخمین زنند. در آگوست سال 2003 مریخ به زمین نزدیکتر شد. فاصله آن در 60.000 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 2003، مارس اکسپرس به مداری پیرامون مریخ رسید و مریخ نشین بیگل 2 (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 2004، 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 2004، 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 90 روز زمانبندی شده بود اما از آنجا که هر دوی آنها به خوبی کار می کردند مدت ماموریتشان تمدید شد. در ژوئن 2004، 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 3 کیلومتر به مجموعه ای از تپه های مشهور به تپه های کلمبیا رسید. آنها ماهها به کاوش خود در این مناطق ادامه دادند.

وجود حیات در سیاره مریخ

مسئله حیات در مریخ از دیرباز تا کنون ذهن بسیاری از دانشمندان، ستاره شناسان و محققان را به خود معطوف کرده است. با پیشرفت علم و تکنولوژی و امکان فرستادن انسان به فضا این مطالعات رنگ جدی تری به خود گرفت.

فضانوردان آمریکایی و روسی با سفر به مریخ و انجام آزمایشات و تحقیقات بسیاری به این موضوع دست یافتند که موجود زنده‌ای بر روی سیاره مریخ زندگی نمی‌کند. همچنین فرضیه امکان حیات بر روی سیاره مریخ هنوز به اثبات نرسیده است.

حیات سیاره مریخ از نگاه دانشمندان

دانشمندان در طی تحقیقات خود به وجود فسیل‌هایی با طول عمر 3 الی 4 میلیارد دست یافته اند که احتمال می‌رود بسیار غنی بوده و محتویات داخلش دست نخورده تر از فسیل های زمین باشد. بر طبق گفته‌ی دانشمندان در گذشته آب‌های روان در سیاره مریخ جریان داشته که در صورت صحت این مطلب احتمال وجود حیات ابتدائی و میکروسکوپی در این سیاره سرخ رنگ بسیار بالا می‌رود.

سیاره مریخ یا زمین دوم

اگر به شرایط جوی و آینده‌ای که در انتظار ماست کمی فکر کنیم متوجه خواهیم شد که به یک سیاره مشابه زمین که قابل سکونت باشد احتیاج داریم. گرم‌تر شدن کره ی زمین تغییرات جوی و آب و هوایی امکان برخورد اجرام آسمانی و بالا آمدن سطح دریا همگی نشانه هایی است که به ما یادآوری می‌کنند، سیاره زمین کم کم در حال از دست دادن حیات خود می‌باشد.

بسیاری از افراد به سیاره مریخ به عنوان سکونتگاه و سرپناهی نگاه می‌کنند که دیگر بر روی کره ی زمین نمی‌توانند پیدا کنند. سازمان ناسا بسیار محتاطانه بر روی شرایط زندگی در سیاره مریخ تحقیق می‌کند. که تنها دلیل این احتیاط را می‌توان واکنش شدید سیاستمداران و ایجاد موانعی توسط آن‌ها دانست.

آینده زندگی در سیاره مریخ

سونامی مریخی که در صورت وقوع بسیاری از دانشمندان را به آینده زندگی در سیاره مریخ امیدوار خواهد کرد که احتمال وجود منابع آبی را در این سیاره تصدیق خواهد کرد. منظره مریخ چندان شبیه به کره‌ی زمین نمی‌باشد و در نیمکره‌ی جنوبی آن گودال هایی به چشم می‌خورد که نتیجه ی برخورد شهاب سنگ در طی میلیاردها سال می‌باشد. اما قسمت نیمکره‌ی شمالی به نظر دست نخورده تر می‌آید که به علت فعالیت‌های آتشفشانی کاملا پوشیده شده است.

بیشتر بخوانید:

با ۹ تفاوت اصلی ستاره و سیاره آشنا شوید

سیاره های خطرناک منظومه شمشی

کشف سیاره ای به غیر از زمین برای زندگی! Kepler-۶۲f