החללית "שחר" (Dawn) של נאס"א חשפה ערוצים מסתוריים על פני וסטה. מחקרים חדשים מציעים כי תמלחות נוזליות קצרות מועד שנוצרו מפגיעות מטאורואידים עשויות להיות המפתח להבנת התופעה.
הוכחות לחבטות קוסמיות
פני השטח המצולקים במכתשים של גופים שמימיים רבים במערכת השמש שלנו הם הוכחה ברורה ל-4.6 מיליארד שנות היסטוריה של חבטות על ידי מטאורואידים ושברים שנעים בחלל. אבל יש עולמות, כמו האסטרואיד הענק וסטה שחקרה משימת נאס"א "שחר" (Dawn), שבהם יש בפני השטח האלה גם ערוצים, שהמבנה שלהם עדיין בגדר תעלומה.
השערות לגבי ערוצים וזרימות של תמלחות
לפי אחת התיאוריות המובילות הערוצים האלה נוצרו על ידי זרימות של שברים יבשים שנגרמו מתהליכים גיאופיזיקליים, כמו פגיעות של מטאורואידים או שינויי טמפרטורה בגלל חשיפה לשמש. אבל במחקר חדש מציעים הוכחות חדשות המצביעות על תהליך שונה: זרימות מים קצרות ימים שנגרמו מפגיעות. ייתכן שהזרימות האלה חצבו את הערוצים והשאירו אחריהם מרבצי משקעים. החוקרים השתמשו בציוד מעבדה כדי לשחזר את התנאים בווסטה ופירטו לראשונה את ההרכב האפשרי של הנוזל הזה וכמה זמן הוא יכול היה להישאר נוזל לפני קיפאון.
למרות שקיומם של מרבצי תמלחות קפואות בווסטה לא אומת, מדענים שיערו בעבר שפגיעות מטאורואידים יכלו לחשוף ולהמיס קרח שנמצא מתחת לפני השטח בעולמות כמו וסטה. בתרחיש הזה, זרימות כתוצאה מהתהליך הזה יכלו ליצור ערוצים ותווי קרקע אחרים שדומים לאלה שבכדור הארץ.
האתגרים של נוזלים בעולמות חסרי אוויר
אבל בעולמות חסרי אוויר- גופים שמימיים ללא אטמוספרה וחשופים לרִיק החזק של החלל – איך נוזלים יכולים להתקיים על פני השטח מספיק זמן כדי לזרום? תהליך כזה יהיה מנוגד להבנה שנוזלים מאבדים יציבות במהירות בריק, ומשתנים לגז כשהלחץ יורד.
"הפגיעות גורמות לזרימה של נוזלים על פי השטח, ובנוסף הנוזלים פעילים זמן מספיק כדי ליצור תווי קרקע ספציפיים", אמרה ראש הפרויקט ג'ניפר סקאלי מ-JPL, שם נערכו הניסויים. "אבל כמה זמן? רוב הנוזלים מאבדים יציבות במהירות בגופים חסרי האוויר האלה, בהם ריק החלל קשוח".
תפקיד המלח בהארכת היציבות של הנוזלים
מסתבר שהרכיב הקריטי הוא נתרן כלורי – מלח שולחן. בניסויים נמצא שבתנאים כמו בווסטה, מים טהורים קפאו כמעט מייד, ואילו תמלחות נוזליות נשארו נוזליות לפחות שעה. "זה מספיק כדי ליצור את תווי הקרקע המשויכים לזרימות שזוהו בווסטה, שלפי אומדן הצריכו עד חצי שעה", אומר הכותב הראשי מייקל ג'. פוסטון.
החללית "שחר" ששוגרה ב-2007 טסה לחגורת האסטרואידים הראשית בין מאדים לצדק ואז הקיפה את וסטה 14 חודשים ואת קרס קרוב לארבע שנים. לפני שהסתיימה ב-2018, המשימה גילתה הוכחות שבקרס היה מאגר תת קרקעי של תמלחות וייתכן שעדיין יש העברה של תמלחות מהפנים אל פני השטח. המחקר האחרון מספק תובנות על תהליכים בקרס אבל מתמקד בווסטה, שבו קרח ומלחים אולי יוצרים תמלחות נוזליות כשפגיעה מחממת אותם, אמרו המדענים.
הדמיית הסביבה הייחודית של וסטה
כדי לשחזר תנאים דמויי וסטה שיתרחשו אחרי פגיעת מטאורואיד, המדענים הסתמכו על תא ניסויים ב-JPL בשם DUSTIE. על ידי הפחתה מהירה של לחץ האוויר סביב דגימות של נוזלים, הם חיקו את הסביבה סביב נוזל שמגיע לפני השטח. כשנחשפו לתנאי ריק, מים טהורים קפאו מייד. אבל נוזלים מלוחים החזיקו מעמד יותר זמן, והמשיכו לזרום לפני שקפאו.
העומק של התמלחות בניסויים היה קרוב לשלושה ס"מ. המדענים הסיקו שלזרימות בווסטה שעומקן מטרים עד עשרות מטרים ייקח זמן ארוך יותר לקפוא שוב.
החוקרים גם הצליחו לשחזר את ה"מכסים" של חומר קפוא שכנראה נוצר על תמלחות. המכסים, בעצם שכבה עליונה קפואה, מייצבים את הנוזל שמתחתם, ומגנים עליו מחשיפה לריק של החלל – או במקרה הזה, של ה-DUSTIE – ועוזרים לנוזל לזרום יותר זמן לפני הקפיאה מחדש.
התופעה הזאת דומה לאופן שבו לבה בכדור הארץ זורמת רחוק יותר בצינורות לבה מאשר כשהיא חשופה לטמפרטורות הקרות של פני השטח. היא גם מתאימה למחקר מודלים שנערך על כיפות בוץ פוטנציאליות במאדים והרי געש שאולי פלטו חומר קרח בירח של צדק אירופה.
ממצאים נוספים מהאסטרואיד וסטה
חיים מזר
במורדות מכתשים של האסטרואיד ווסטה נמצאו תצורות של ערוצים אשר על כדור הארץ נוצרים בעקבות זרימת מים. תצורות אלה נקראות gullies. ווסטה הוא גוף קטן מדי מכדי להחזיק אטמוספירה ולכן לא יכולים להיות על פניו גופי מים כמו ימים ונהרות. מחקר של השנים האחרונות הביא למסקנה מפתיעה. אכן תצורות אלה נוצרו על ידי מים זורמים. השאלה שהתבקשה היא מה מקור המים?
לצורך מחקר זה עשו שימוש במתקן אשר נקרא – DUSTIE . שם זה הוא ראשי תיבות של Dirty Under -vacuum Simulation Testbed for Icy Environments . חשיפת דגימות מים ללא מלחים לריק הראתה שהם קופאים מידית. מים מלוחים ממשיכים לזרום פרק זמן נוסף עד שהם קופאים. בניסוי זה המים המלוחים נבחנו בעומק של מספר סנטימטרים. נדרש היה זמן זרימה נוסף עד שקפאו. בווסטה למים המלוחים המצויים בעומק של מספר מטרים יידרש זמן עוד עד שיקפאו . בניסוי נוסף אפשרו לחומר קפוא "המכסה" נוזלים שמתחתיו ומייצבם, לזרום לפרקי זמן ממושכים למרות תנאי הריק. תהליך זה מדמה זרמי לבה על כדור הארץ כאשר שפופרות לבה מבודדות מאפשרות תנועה ממושכת יותר מאשר לבה החשופה לאוויר הפתוח.
אם השערה זו היא נכונה מתבקשת מסקנה נוספת. "תוחלת החיים" של מים זורמים על ווסטה היא קצרה מאוד . הערכה גסה עשרות דקות לכול היותר ולאחר מכן הם מתנדפים. זרימת מים כה קצרה לא יכולה ליצור ערוצים אלה . נדרש לכך זמן רב במונחי זמן גיאולוגיים. מה שאומר שאותם אזורים היו בהם הפגזות מטאוריטים ממושכות. האם הפגזה ממושכת של מטאוריטים מספיקה ליצירת gullies אלה(1). אולי פעל גורם נוסף. האם היו בעבר ואולי גם כיום פרצי גייזרים בדומה לאלה שנמצאו בירח שבתאי אנצלדוס_ השערת הכותב – חיים מזר). יתכן ובעתיד יהיה צורך להכניס חללית למסלול סביב אסטרואיד זמן לשהייה ממושכת של שנים).
בדומה לכדור הארץ פנימו של ווסטה מחולק ל – 3 חלקים גרעין מתכתי, מעטפת סיליקטית וקרום בזלתי דק. 30 מיליון שנים הראשונות שלו לפחות היו געשיות באופיין. זה היה לפני 4.565 מיליון שנה. בהנחה שכל החומרים ספקי היסודות הרדיואקטיביים כמו אלומיניום 26 התנוונו לגמרי בתקופה הראשונית , יכול להיות שכיסים של מגמה שרדו והיו קשורים לקירור איטי וחלקי של אוקיינוס לבה מתחת לפני השטח של האסטרואיד . יכול להיות שבמסגרת הזמן הזו התנגשויות של אסטרואידים גדולים יצרו מכתשים שהגיעו עד לעומק 10 ק"מ ויותר מתחת לקרום הפעיל געשית.
המקומות העמוקים ביותר אליהם סלעי הפגיעה היו קרובים במידה מספקת למעטפת עד כדי כך שהושפעו ממופע החום של האסטרואיד ובשל כך עברו מטמורפוזה.
המידע ששודר מחללית ה – Dawn אישש את ההשערה שזרמי הלבה הראשונים של ווסטה נקברו עמוק בתוך הקרום על ידי זרמי לבה מאוחרים יותר. יתכן ובעתיד באמצעות בדיקת דגמי קרקע מהאסטרואיד אפשר יהיה לבצע חתכים סטרטיגרפיים . בשלב זה הלבה חוממה על ידי המעטפת הקדומה יותר ושינתה את הסלעים(2).
מקורות
1. Clarence Oxford – Lab experiments explore origins of gullies on Asteroid vesta. 23.12.2024
2. Turbulent times revealed on Asteroid 4 Vesta. Pert Australia(SPX) 27.2.2020
on_ Asteroid_ 4 _ Vesta_999.html
