سیاره بهرام چگونه بیشتر جو خود را از دست داد؟

یک بررسی تازه بر روی بزرگ ترین ته‌نشستِشناخته شده از کانی های کربناتهدر بهرام نشان می دهد که هوای (جَو) آغازین این سیاره احتمالا بیشترِ دی اکسید کربن‌اش را پیش از دوران پیدایش شبکه ی دره های آن از دست داده بوده.

بتانی المناز بنیاد فناوری کالیفرنیا (کلتک) و آزمایشگاه پیشرانش جتناسا، هر دو در پاسادنای کالیفرنیا می گوید: «بزرگ ترین ته‌نشست (رسوب) کربناته روی بهرام، در بیشترین اندازه، دو برابر بیش از هوای امروزی این سیاره کربندارد. حتی اگر همه ی ذخیره های شناخته شده ی کربن این سیاره را با هم یکی کنیم، باز هم به اندازه ی کربن ته‌نشست شده از هوای فشرده ای که گمان می رود در روزگار رودها و دریاچه هایش داشته نمی شود.»

بیشتر هوای [کنونی] بهرام را دی اکسید کربن تشکیل داده. این گاز را می شود از هوا بیرون کشید و آن را به درون سطح راند، به این شیوه که از راه واکنش های شیمیایی با سنگ ها، کانی های کربناته بسازد و در سطح سیاره ته‌نشست شود [به این فرآیند "ترسیب کربن"می گویند-م]. 

سال ها پیش از این که این رشته ماموریت های پیروزمندانه به بهرام انجام شود، بسیاری از دانشمندان انتظار داشتند ته‌نشست های گسترده ای از کانی های کربناته روی این سیاره بیابند که بیشتر کربنِ هوای آغازین سیاره را در خود حفظ کرده باشد. ولی چیزی که در این ماموریت ها یافته شده، غلظت های کمی از کانی های کربناته، آن هم به طور پراکنده، و تنها اندکی ته‌نشست کربنات دار بود. تا امروز، بزرگ ترین ته‌نشست شناخته شده ی کربنات-دار روی بهرام در ناحیه ای به نام گوداله های نیلی (Nili Fossae) یافته شده که منطقه ای به اندازه ی دستکم ایالت دلاویرو شاید به اندازه ی آریزونارا می پوشاند.

المن و کریستوفر ادواردز، پژوهشگر پیشین کلتک که اکنون با سازمان زمین شناسی آمریکادر فلگستف آریزونا همکاری می کند، گزارش این یافته ها و بررسی ها را در پژوهشنامه ای در نگارش برخط (آنلاین) نشریه جئولوژی منتشر کردند. آن ها برای برآورد میزان کربنی که درون ته‌نشست کربناته ی گوداله های نیلی ذخیره شده، از داده های دستگاه های چندین کاوشگر بهره گرفتند، از جمله دستگاه TESروی مدارگرد پیمایش سراسری بهرامناسا، دستگاه CRISMو دو دوربین تلسکوپی روی مدارگرد شناسایی بهرامناسا، و دستگاه THEMISروی مدارگرد اودیسه ی بهرامناسا.

ادوارد و المن شمارش خود از کربن ترسیب شده در گوداله های نیلیرا با چیزی که جو آغازین سیاره می بایست می داشت تا به اندازه ی کافی چگال شود که بتواند آب را در همان دوره ای که آب های روان، شبکه ی گسترده ی دره-رودهای بهرام را پدید آوردند، بر سطح این سیاره نگه دارد مقایسه کردند. بر پایه ی برآورد آن ها، برای این منظور به بیش از ۳۵ ته‌نشست کربناته به اندازه ی ته‌نشستی که در گوداله های نیلی بررسی شد نیاز بود. آن ها بعید دانستند که در نقشه برداری های پرشمار و دقیقی که در این سال ها توسط مدارگردهای گوناگون از سطح بهرام انجام شده، چنین ته‌نشست های گسترده ای نادیده گرفته شده باشد. شاید ته‌نشست های [بیشتری] روی سیاره ی سرخ باشد که از دوره های کهن تر تاریخ سیاره به جا مانده و چون در لایه های ژرف تری جای دارند، از چشم مدارگردها پنهان مانده اند، ولی حتی اگر باشند هم به دلیل کهن بودن، نمی توانند مشکل نازکی جو سیاره در روزگارِ پیدایش دره-رودها را حل کنند.

جو امروزی بهرام تنُک تر از آنست که بتواند آب را به حالت مایع روی سطح سیاره نگه دارد. در روزگاران کهن، این جو چگال تر بوده و می توانسته جلوی تبخیر سریع و بی درنگ آب های سطحی را بگیرد. چنین جَوی همچنین به بخش هایی از سیاره امکان می داده تا به اندازه ی کافی گرم شوند که مانع از یخ زدن آب ها شوند. ولی اگر جو سیاره زمانی چگال تر بوده، پس چه بر سرش آمده؟

یک توضیح ممکن اینست که بهرام در روزگار آب های روان، جو بسیار چگال تر و ضخیم تری داشته ولی آن را با ترسیب در سطح از دست نداده بلکه از راه لایه های بالایی‌اش به فضا پس زده.

ادواردز می گوید: «شاید جو سیاره در روزگار پیدایش دره-رودها آنقدرها هم چگال نبوده. شاید بهرام به جای آن که گرم و آبناک (مرطوب) بوده باشد، سرد و آبناک بوده، با جَوی که از پیش نازک شده بود. برای پیدایش دره ها، گرمای سیاره چقدر می بایست بوده باشد؟ نه چندان. در بیشتر نقاط سیاره به جای باران می توانسته برف و یخ ببارد. تنها کافیست دمای هوا اندکی بالاتر از نقطه ی یخ زدگی (انجماد) باشد تا هر از گاهی برف و یخ در سطح آب شود و جریان یابد، و این چیزیست که به جو چندان زیادی هم نیاز ندارد.»

خودروی کنجکاویناسا بر پایه ی نسبت کربن سنگین به کربن سبک در جو امروزی بهرام، شواهدی از دسترفت لایه های بالای جو در روزگار گذشته را پیدا کرده. چیزی که هنوز درباره اش مطمئن نیستیم اینست که چه مقدار از این دسترفت پیش از دوره ی پیدایش دره ها رخ داده. مدارگرد می‌ونناسا (MAVEN) که از اواخر سال ۲۰۱۴ تاکنون سرگرم بررسی لایه های بیرونی جو بهرام بوده، شاید بتواند به کاهش این بی‌قطعیتی کمک کند.

واژه نامه:

منبع: nasa