دانشمندان در حال بررسی علت رنگ قرمز و زنگ‌زده سطح مریخ هستند.
رنگ قرمز مریخ خیلی معروف است و همه آن را به عنوان ویژگی اصلی این سیاره می‌شناسند. درست مثل اینکه زمین به اقیانوس‌هایش معروف است یا سیاره زحل به حلقه‌هایش. اما نکته اینجاست که ممکن است دلیل رنگ قرمز مریخ را اشتباه فهمیده باشیم.
در یک تحقیق جدید که در 25 فوریه در مجله Nature Communications منتشر شده است، یک نظریه جدید مطرح شده که می‌گوید ماده‌ای به نام «فری‌هیدریت» می‌تواند دلیل رنگ قرمز مریخ باشد. فری‌هیدریت یک نوع ماده شیمیایی است که احتمالاً زمانی که مریخ هنوز آب داشت و قابل سکونت بود، روی سطح آن تشکیل شده است. بنابراین، ممکن است این ماده، زمانی که مریخ شرایطی شبیه به زمین داشت-یعنی زمانی که آب در سطح سیاره وجود داشت و شاید زندگی در آن امکان‌پذیر بود- باعث رنگ قرمز مریخ شده باشد.
«این موضوع دقیقاً بازتابی از رویکرد جشنواره اندیشمندان و دانشمندان جوان است؛ جایی که تشویق به کشف رازهای علمی و بررسی دوباره دانسته‌های قبلی اهمیت زیادی دارد.»
نمای قرمز رنگ مریخ
در دهه‌هایی که ستاره‌شناسان به مطالعه مریخ پرداخته‌اند، متوجه شده‌اند که رنگ قرمز مریخ ناشی از وجود مواد معدنی آهن زنگ‌زده در گرد و غباری است که سطح سیاره را پوشانده است. در طول تاریخ 4.5 تا 4.6 میلیارد ساله مریخ، آهن موجود در سنگ‌های این سیاره با آب و اکسیژن موجود در جو واکنش داده و به زنگ آهن تبدیل شده است؛ فرآیندی مشابه آنچه که در زمین موجب تشکیل زنگ آهن می‌شود. سپس این زنگ آهن به گرد و غبار تبدیل شده و توسط بادها در سطح سیاره پخش شده است. همین گرد وغبار ابعث شده رنگ مریخ قرمز به نظر برسد.
این موضوع، نقطه تلاقی مهمی از علوم پایه مانند شیمی، زمین‌شناسی و فیزیک است که در فهم فرآیندهای سیاره‌ای و ترکیبات معدنی نقش کلیدی دارند.
با این حال، اکسیدهای آهن (زنگ آهن) انواع مختلفی دارند و دانشمندان سال‌ها است که درباره شیمی دقیق زنگ آهن مریخ بحث می‌کنند. درک نحوه شکل‌گیری این زنگ آهن برای فهمیدن شرایط محیطی مریخ در زمان زنگ‌زدگی بسیار مهم است. این موضوع مستقیماً با این پرسش مرتبط است که آیا مریخ تاکنون شرایطی مناسب برای زندگی داشته است یا خیر.
از سوی دیگر، مطالعات قبلی روی بخش اکسید آهن در گرد و غبار مریخ که بر اساس مشاهدات فضاپیماها انجام شده بود، هیچ نشانه‌ای مبنی بر وجود آب در اکسید آهن پیدا نکردند. به همین دلیل، محققان به این نتیجه رسیدند که نوع خاصی از اکسید آهن که موجود درمریخ، باید ماده معدنی به نام «هماتیت» باشد.
فری‌هیدریت؛ کلید رنگ قرمز مریخ
تحقیق جدیدی که مشاهدات فضاپیماها را با روش‌های آزمایشگاهی جدید ترکیب کرده است، نشان می‌دهد که رنگ قرمز مریخ بیشتر به دلیل وجود نوعی اکسید آهن به نام «فری‌هیدریت» است که حاوی آب می‌باشد، نه ماده‌ای که قبلا ً تصور می‌شد یعنی هماتیت. به عبارت دیگر، رنگ قرمز مریخ به نوع خاصی از اکسید آهن مرتبط است که در آن آب وجود دارد. فری‌هیدریت معمولاً در آب‌های سرد و زمانی شکل می‌گیرد که مریخ هنوز سطحی پر از آب داشت. این ماده، با وجود میلیاردها سال خرد شدن و پراکنده شدن در سطح سیاره، همچنان ویژگی‌های مرتبط با وجود آب را حفظ کرده است.
کشف شگفت‌انگیز در آزمایشگاه؛ بازنگری در تاریخچه مریخ
تیم تحقیقاتی هنگام برای ساخت نسخه‌ای آزمایشگاهی از گرد و غبار مریخ، با استفاده از انواع مختلف اکسید آهن، انتظار نتیجه‌ای متفاوت داشتند، اما به طور غیرمنتظره‌ای با یک کشف شگفت‌انگیز روبرو شدند.
آدوماس والانتیناس، یکی از نویسندگان این تحقیق و محقق پسادکتری در دانشگاه براون، توضیح داد: «ترکیب فری‌هیدریت با بازالت (یک سنگ آتشفشانی) بهترین مطابقت را با مواد معدنی که فضاپیماها در مریخ دارد.»
این یافته جدید نه تنها درک ما از دلیل رنگ قرمز مریخ را تغییر می‌دهد، بلکه نشان می‌دهد که مریخ زودتر از آنچه تصور می‌شد دچار فرآیند زنگ‌زدگی شده و فری هیدریت تحت شرایط کنونی همچنان پایدار و موجود است.
این کشف اهمیت فراوانی در زمینه علوم پایه به ویژه در شیمی مواد معدنی و زمین‌شناسی سیاره‌ای دارد، چرا که به بازسازی تاریخچه محیطی و شیمیایی مریخ کمک می‌کند.
باد مریخی و نقش فری‌هیدریت در گرد و غبار سیاره
قبلاً مطالعاتی وجود داشت که احتمال می‌دادند فری‌هیدریت (یک نوع اکسید آهن) در گرد و غبار مریخ وجود داشته باشد، اما تحقیق جدید شواهد قوی‌تری ارائه می‌دهد. این تحقیق با ترکیب داده‌های به‌دست‌آمده از مأموریت‌های فضایی و آزمایش‌های آزمایشگاهی اولین شواهد جامع در این زمینه را ارائه کرده است.
در این مطالعه، پژوهشگران از یک دستگاه پیشرفته آسیاب برای ساخت نسخه‌ای واقعی از گرد و غبار مریخی استفاده کردند. این دستگاه قادر است دانه‌های گرد و غبار به اندازه ۱/۱۰۰ ضخامت موی انسان تولید کند. سپس نمونه‌ها را با استفاده از همان تکنیک‌هایی که فضاپیماهای در حال گردش به کار می‌برند، تحلیل شده و فری‌هیدریت به عنوان بهترین تطابق شناسایی کرد.
گرد و غبار مریخ عمدتاً از زنگ آهن تشکیل شده است. رنگ معروف این سیاره قرن‌هاست که انسان‌ها را مجذوب خود کرده و به همین دلیل به آن لقب «سیاره سرخ» داده‌اند. رومی‌ها به دلیل شباهت رنگ مریخ به خون، این سیاره را به نام خدای جنگ خود نام‌گذاری کردند، و مصریان نیز آن را «هر دشر» به معنای «قرمز» می‌نامیدند. منبع: آدوماس والانتیناس
داده‌های جدید و مأموریت‌های بین‌المللی برای بررسی رنگ مریخ
کالین ویلسون، دانشمند پروژه مدارگرد گازهای ردیاب (TGO) و مریخ اکسپرس آژانس فضایی اروپا (ESA) در بیانیه‌ای اعلام کرد: «این مطالعه نتیجه داده‌های تکمیلی از مجموعه‌ای از مأموریت‌های بین‌المللی است که مریخ را از مدار و سطح آن مورد بررسی قرار داده‌اند.»
با بهره‌گیری از علوم پایه زمین‌شناسی، شیمی و فیزیک، مأموریت مریخ اکسپرس توانسته مواد معدنی گرد و غبار مریخ را تحلیل کند و نشان دهد که حتی در مناطقی با پوشش گرد و غبار زیاد، مواد معدنی حاوی آب وجود دارند. مدار خاص فضاپیمای TGO نیز با استفاده از روش‌های فیزیکی پیشرفته امکان بررسی مناطق مشخص مریخ از زوایای مختلف و تحت نورهای متفاوت را فراهم کرده که به شناسایی دقیق اندازه و ترکیب ذرات گرد و غبار کمک کرده است؛ موضوعی که در ساخت نمونه‌های آزمایشگاهی با دقت بالا اهمیت فراوان دارد. همچنین، داده‌های به‌دست‌آمده از مدارگرد شناسایی مریخ ناسا (Mars Reconnaissance Orbiter) و اندازه‌گیری‌های انجام‌شده توسط مریخ‌نوردهای ناسا مانند کوریوزیتی، پث‌فایندر و اپورچونیتی، وجود فری‌هیدریت—نوعی اکسید آهن حاوی آب—را در سطح مریخ تأیید کرده‌اند.
انتظار برای نتایج مأموریت‌های آینده و اهمیت نمونه‌های بازگردانده‌شده
ویلسون، یکی از دانشمندان پروژه، اعلام کرده است که تیم تحقیقاتی با اشتیاق منتظر نتایج مأموریت‌های آینده از جمله مریخ‌نورد رزالیند فرانکلین آژانس فضایی اروپا و مأموریت بازگرداندن نمونه‌های مریخ ناسا-ESA هستند. این مأموریت‌ها به دانشمندان کمک خواهند کرد تا بهتر دلیل قرمز بودن مریخ را درک کنند. همچنین وی افزود: «نمونه‌هایی که توسط مریخ‌نورد پرسیویرنس جمع‌آوری شده‌اند و قرار است به زمین بازگردانده شوند، امکان اندازه‌گیری دقیق مقدار فری‌هیدریت را فراهم می‌کنند و به فهم تاریخچه آب و قابلیت زندگی در مریخ کمک می‌کنند.»
با این حال، این نمونه‌ها احتمالاً تا سال 2040 به زمین نمی‌رسند و این تاریخ نسبت به برنامه اولیه که 2031 بود، به تأخیر افتاده است. بنابراین تا آن زمان، دانشمندان همچنان به بحث و تحقیق درباره دلیل رنگ قرمز مریخ ادامه خواهند داد.
«این مسائل علمی بسیار جذاب و چالش‌برانگیزند و جشنواره اندیشمندان و دانشمندان جوان با تمرکز بر حمایت از ایده‌ها و پژوهش‌های نوآورانه جوانان، بستری پویا برای رشد و پیشرفت علمی فراهم می‌آورد.»
منبع: Pop Science
