مریخ روزی مانند زمین پر آب بوده؟

شواهد شگفت‌انگیز وجود آب در مریخ، به وضوح نشان می‌دهد مریخ گذشته‌ای پر آب داشته است. اما ما را با یک سوال ناخوشایند روبرو کرده است: آن گذشته دقیقاً چه شکلی بود؟ برخی از نتایج استدلال می‌کنند که اقیانوس‌ها و دریاچه‌هایی با عمر طولانی در مریخ وجود داشته است. برخی دیگر استدلال می‌کنند که آب عمدتاً از بدنه‌های پوشیده از یخ تشکیل شده بود که فقط در مواردی اجازه می‌داد آب به سطح برود.

با این حال ممکن است تمام این نظریه‌ها در زمان‌های مختلف یا در مکان‌های مختلف درست بوده باشند. ایجاد یک تصویر واضح به شکل گیری درک ما از محیط کمک می‌کند که ممکن است بسیار بیشتر از هر چیزی که در مریخ امروزی وجود دارد برای زندگی مفید باشد.

یک مقاله جدید شواهدی را توضیح می‌دهد که حداقل یک بخش از مریخ چرخه‌های مرطوب و خشک زیادی را پشت سر گذاشته است، که ممکن است برای تولید طبیعی مولکول‌های ضروری برای زندگی روی زمین حیاتی باشد، البته به این معنا نیست که لزوما ممکن است در خود مریخ حیات شکل گیرد.

نتایج حاصل از کنجکاوی دو مریخ نورد قدیمی‌تر روی این سیاره است که در حال کاوش در مکانی به نام دهانه گیل است. این مریخ نورد در مکانی قرار گرفت که قدمت آن به حدود ۳.۶ میلیارد سال پیش، در دوره نسبتا مرطوب هسپری مریخ برمی‌گردد و چیزی جالب آنجا کشف شد: صدها رسوب سنگ شش ضلعی در مساحتی به عرض چند سانتی متر و حداقل ۱۰ سانتی متر عمق.

این ویژگی‌ها به اندازه‌ای کوچک هستند که به راحتی می‌توان آنها را به‌عنوان مجموعه‌ای دیگر از زباله‌های جاروب شده توسط باد در سیاره سرخ نادیده گرفت. اما از نزدیک، آنها قابل توجه هستند: مجموعه بزرگی از شش ضلعی که دو طرف مشترک دارند و یک شبکه منظم ایجاد می کنند. در حالی که مقداری بی نظمی وجود دارد، خطوطی که آنها را از هم جدا می کنند تا حد زیادی تقاطع های سه طرفه با زوایای مساوی بین هر خط را تشکیل می دهند. و در جاهایی که فرسایش اثرات متفاوتی بر نمونه های نزدیک داشته است، واضح است که شش ضلعی های منفرد حداقل ۱۰ سانتی متر ارتفاع دارند.

اشکال مشابهی در پلوتون دیده شده است که از همرفت یک سطح یخی تشکیل شده است. اما اینها بسیار بسیار بزرگتر هستند و می توانند از فاصله قابل توجهی از پلوتون شناسایی شوند. اندازه کوچک هگزها در مریخ کاملاً با همرفت ناسازگار است. در عوض، باید محصول خشک شدن گل باشد که با انقباض مواد، شکاف ایجاد کرده است.

خود آب می‌تواند به صورت سیل یا از طریق آب‌های زیرزمینی که به سطح آب می‌رسند به بیرون بیاید. اما باز هم اندازه کوچک این ویژگی‌ها تعیین‌کننده است و نشان می‌دهد که فقط چند سانتی‌متر بالایی خیس شده‌اند که با منبع آب زیرزمینی ناسازگار است. برای تشکیل اشکال منظم و شش ضلعی نیز که به معنای چرخه های مکرر است، آزمایش ها نشان می دهد که حداقل دوازده چرخه قبل از شکل گرفتن زوایای مساوی در محل اتصال لازم است.

بنابراین، به سادگی بر اساس شکل آنها، به نظر می رسد که این شش ضلعی ها محصول سیلاب های مکرر هستند. شیمی این را تأیید می کند. سنگ های موجود در خطوطی که شش ضلعی های منفرد را از هم جدا می کنند عمدتاً مخلوطی از سولفات های کلسیم و منیزیم هستند که با خشک شدن شرایط به راحتی از آب رسوب می کنند. این رسوبات سنگ های سخت تری را نسبت به گل خشک شده تشکیل می دهند که بخش عمده ای از شش ضلعی ها را تشکیل می دهد.

محققان خاطرنشان می‌کنند که چرخه ای منظم و خفیف با بسیاری از ایده‌ها در مورد منبع آب در گذشته مریخ، مانند ذوب شدن ذخایر یخ‌های آتشفشانی، ناسازگار است. در عوض، با سیل‌های فصلی خفیف سازگار است.

این به خودی خود یک نتیجه خوب است که به محدود کردن نحوه تفکر ما در مورد گذشته آبی و حداقل در مورد زمان و مکان تشکیل رسوبات مریخ کمک می کند. اما محققان یادآوری می‌کنند که پیامدها بسیار بزرگ‌تر از این هستند و گفته اند: «محیط‌هایی که در معرض چرخه مرطوب و خشک هستند، برای تکامل شیمیایی پری‌بیوتیک حمایت‌کننده و شاید ضروری در نظر گرفته می‌شوند». برای کسانی که با این اصطلاح آشنا نیستند، «تکامل شیمیایی پری بیوتیک» اشاره ای به منشا حیات است.

برای توضیح اینکه چرا چرخه‌های مرطوب و خشک به آن وارد می‌شوند، باید کمی به شیمی بپردازیم. به نظر می‌رسد که بلوک‌های ساختمانی کوچک مولکول‌های پیچیده مانند مولکول‌هایی که حیات روی زمین استفاده می‌کنند، در شرایط مختلف بسیار آسان شکل می‌گیرند و در فضا و روی اجسامی مانند سیارک‌ها شناسایی شده‌اند. چالش، کشف شیمی است که این بلوک های سازنده را می گیرد و در واقع چیزی پیچیده با آنها می سازد. به طور کلی، این به معنای یافتن شرایطی است که در آن یک یا چند بلوک ساختمانی برای تولید یک مولکول بزرگ‌تر ادغام می‌شوند، که سپس می‌تواند با بلوک‌های ساختمانی اضافی واکنش نشان دهد.

همانطور که مشخص است، چرخه مرطوب و خشک می تواند به راحتی شرایط مساعدی را برای این نوع واکنش ها ایجاد کند. بسیاری از بلوک های ساختمانی شامل ساخت یک مولکول آب هستند، یک OH متصل به یک بلوک ساختمانی و یک H متصل به بلوک دیگر. این آنها را قادر می‌سازد تا در هنگام ادغام دو بلوک سازنده، تحت واکنش‌هایی قرار گیرند و در این فرآیند یک مولکول آب آزاد شود. شرایط خشک کردن، که به در دسترس بودن آب برای حفظ موادی مانند نمک‌ها در محلول اهمیت می‌دهد، این واکنش‌های آزادسازی آب را مطلوب‌تر می‌کند.

البته، اگر همه چیز به سادگی خشک شود، شیمی معمولا متوقف می شود و فقط یک مولکول کمی بزرگتر در ماسه رها می شود. اما چرخه‌های مرطوب و خشک مکرر اجازه می‌دهد تا واکنش‌های بیشتری انجام شود و به طور بالقوه مولکول‌های بزرگ‌تر بسازند، و به طور بالقوه آن مولکول‌ها را به مکان‌هایی با آب دائمی که احتمالاً برای تشکیل چیزهایی مانند سلول‌ها مورد نیاز است، برساند.

نمی توان به اندازه کافی تاکید کرد که دقیقا چه اتفاقی در مریخ افتاده‌است؛ اما یافته‌های جدید حاکی از آن است که حداقل محیط‌هایی در مریخ وجود داشته که با این ایدهمطرح شده سازگار هستند.