התגלה קרח בעומק של מטר אחד בלבד מתחת לפני השטח של מאדים

צילומי הגשושית האמריקאית MRO חשפו מספר מדרונות משופעים, בהם מעטה קרח תת-קרקעי בעובי של כ-100 מטר נחשף לאטמוספירה. מעטה הקרח מכוסה בשאר המקומות בשכבה סלעית דקה מאד של מטר עד שני מטר בלבד, ועשוי לשמש כמשאב חשוב ונגיש עבור משימות מאוישות לכוכב הלכת האדום.

אחד משמונה המדרונות המשופעים שהתגלו על מאדים, ובהם נמצא קרח החשוף בפני השטח, ומהווה חתך רוחבי של מעטה קרח בעובי של מעל 100, המתבחא מתחת לשכבה סלעית דקה מאד בעובי של מטר עד שתי מטר בלבד. התמונה עובדה כדי להדגיש הבדלי צבע כדי להדגיש את מיקום הקרח החשוף במדרון. החלק העליון של התמונה גבוה בכ-130 מטר מהחלק התחתון שלה, והמדרון הנראה באמצע הוא השיפוע החד שמחבר בניהם, ובו יש כ-80 מטר של קרח חשוף. מקור: NASA/JPL-Caltech/UA/USGS.
אחד משמונה המדרונות המשופעים שהתגלו על מאדים, ובהם נמצא קרח החשוף בפני השטח. המדרון מספק חתך רוחבי של מעטה קרח בעובי של מעל 100 מטר, המתחבא מתחת לשכבה סלעית דקה מאד בעובי של מטר עד שתי מטר בלבד. התמונה עברה הדגשת צבע כדי להבהיר את מיקום הקרח החשוף במדרון (בכחול). החלק העליון של התמונה גבוה בכ-130 מטר מהחלק התחתון שלה, והמדרון הנראה באמצע הוא השיפוע החד שמחבר ביניהם, ובו כ-80 מטר של קרח חשוף. מקור: NASA/JPL-Caltech/UA/USGS.

קרח מתחת לפני הקרקע של מאדים אינו תגלית חדשה. הגשושית הוותיקה מארס אודיסיי, שהחלה להקיף את מאדים בשנת 2001 (ועושה זאת עד היום), גילתה באופן לא-ישיר שמתחת לפני השטח מתחבא קרח רב, במיוחד בקווי רוחב בינוניים וקוטביים. תגלית זו אוששה מאוחר יותר באמצעות הנחתת פיניקס ב-2008, שזיהתה קרח ממש מתחת לפני השטח. בנוסף, קרח תת-קרקעי נצפה במכתשים טריים שנוצרו בהתנגשויות מטאוריטים, וכן באמצעות מכשירי המכ"ם של הגשושיות מארס אקספרס האירופאית ו-MRO (קיצור של Mars Reconnaissance Orbiter, "מקפת הסיור של מאדים") האמריקאית.

מכשיר המכ"ם של MRO, שהגיעה לכוכב הלכת ב-2006, הראה בעבר שהקרח יכול להגיע עד לעומק של 10 מטר בלבד מתחת לפני השטח בקווי רוחב בינוניים, אך מדידותיו לא היו מדויקות מספיק כדי לקבוע אם הקרח מסוגל להגיע קרוב יותר לפני השטח. בנוסף, המדידות לא יכלו לקבוע את מאפייני הקרח, כגון עד כמה הוא נקי מחלקיקי אבק וסלע.

כעת, מחקר חדש שהתפרסם בשבוע שעבר בכתב העת Science ומתבסס על תצפיות MRO, מדווח על זיהוי שמונה אתרים בכוכב הלכת, בהם קרח תת-קרקעי טהור ומגובש נמצא רק כמטר אחד או שניים מתחת לפני הקרקע.

החוקרים יכלו להגיע למסקנה זאת הודות למדרונות משופעים, באורך של עד כ-6 ק"מ, בבורות בתוך מעטה הקרח שמתחבא מתחת לקרקע. במדרונות, הקרח נחשף לאטמוספירה של מאדים ומספק הצצה למבנה הפנימי שלו.

"יש קרח קרקעי רדוד בבערך שליש מפני השטח של מאדים, שמתעד את ההיסטוריה הטריה של כוכב הלכת", אמר החוקר הראשי במחקר, קולין דונדאס מהמרכז למדעים אסטרוביולוגיים של הסקר הגאולוגי של ארה"ב. "מה שראינו פה הוא חתכים רוחביים בקרח, שנותנים לנו מבט תלת-מימדי עם יותר פרטים מאי פעם".

הצילום של הגשושית MRO ממנו עובדה התמונה בראש הכתבה - המבנה המשולש הנראה בתמונה הוא הבור בתוך מעטה הקרח התת-קרקעי, כשהצד העליון המשופע שלו הוא המדרון בו קרח חשוף בפני השטח, ואשר הופך לגז בתהליך של "המראה", ונסוג אט אט בקצב של מספר מילימטרים לשנה. מקור: NASA/JPL-Caltech/UA/USGS.
הצילום של הגשושית MRO ממנו עובדה התמונה בראש הכתבה – המבנה דמוי המשולש הוא הבור בתוך מעטה הקרח התת-קרקעי, כשהצד העליון המשופע שלו הוא המדרון בו קרח חשוף בפני השטח. עקב האטמוספירה הדלילה מאד של מאדים, הקרח הופך באופן ישיר לגז בתהליך של "המראה", והמדרון מתרחב אט אט בקצב של מספר מילימטרים לשנה. מקור: NASA/JPL-Caltech/UA/USGS.

"זה כאילו יש לנו את אחת מחוות הנמלים האלה, בהן אפשר לראות דרך הזכוכית מהצד כדי ללמוד על מה שבדרך כלל מוחבא מתחת לקרקע", הוסיף שיין ברן מהמעבדה הירחית והפלנטרית של אוניברסיטת אריזונה.

עובי מעטה הקרח שנחשף במדרונות מגיע ליותר מ-100 מטר. הוא מכוסה בשכבה דקה מאד בעובי של מטר עד שני מטר בלבד, שבעצמה עשויה מסלע ואבק הדבוקים אחד לשני באמצעות קרח.

בהתבסס על סדקים הנראים בקרח החשוף, וכן על השיפוע החד של המדרונות, הנע בין 45 ועד 55 מעלות, החוקרים הסיקו כי הקרח התת-קרקעי הינו מלוכד וחזק. הם משערים גם שהוא טהור למדי, ומכיל אחוזים בודדים בלבד של אבק וסלע.

האתרים בהם נמצאים המדרונות ממוקמים בקווי רוחב בינוניים של 55 עד 58 מעלות בכוכב הלכת, שבע בהמיספרה הדרומית ואחד בהמיספרה הצפונית. לשם השוואה, מיקומם דומה לאלה של סקוטלנד והקצה של אמריקה הדרומית בכדור הארץ.

אחת העדויות שהצביעו על כך שהחומר החשוף במדרונות הינו קרח הייתה צבעם הבהיר והכחול בתמונות צבע-מודגש של HiRISE (קיצור של High Resolution Imaging Science Experiment), המצלמה הטלסקופית של MRO, שהינה המצלמה האיכותית ביותר שנשלחה אי פעם לכוכב הלכת, עם רזולוציה שמגיעה לעד 0.3 מטר לפיקסל.

איור אמן של החללית MRO. קרדיט: נאס"א
איור אמן של הגשושית MRO. מקור: NASA/JPL-Caltech.

הזיהוי אושש בחלק מהמדרונות גם באמצעות הספקטרומטר של הגשושית. בנוסף, מדידות תרמיות של הגשושית מארס אודיסיי שללו את האפשרות שמקור המים אינו קרח אלא כיסוי כפור זמני, זאת מפני שהטמפרטורה שנמדדה הייתה גבוהה מדי עבור היווצרות כיסוי שכזה.

החוקרים עדיין לא בטוחים כיצד בדיוק החלו להיווצר המדרונות, אך משהקרח נחשף לאטמוספירה הדלילה מאד של מאדים, הוא מתחיל להפוך באופן ישיר לגז (אדי מים), בתהליך המכונה המראה, ונסוג אט אט.

השוואת צילומי הגשושית בטווח של כ-3 שנות מאדים (שנת מאדים אחת אורכת 687 יום, כמעט שתי שנות כדור הארץ) הראתה כי הקרח נסוג בקצב של מספר מילימטרים בשנה. באמצעות קביעת קצב הנסיגה הזה, החוקרים מניחים שגיל הבורות ביריעות הקרח, בהן נצפו המדרונות, עומד על כמיליוני שנים, זמן קצר מאד במונחים גאולוגיים.

אבל איך בדיוק נוצר מעטה הקרח שנחשף במדרונות מלכתחילה? התיאוריה של החוקרים היא שהוא הגיע לשם כמשקעי שלג, ועם הזמן התגבש והפך לקרח מוצק. קרח יכל לרדת באזורים אלו בתקופות בהן נטיית ציר הסיבוב של מאדים, כלומר הזווית שבין ציר הסיבוב העצמי שלו ומישור ההקפה שלו את השמש, הייתה גבוהה מאד, כ-35 מעלות ומעלה. בתקופות כאלו הקטבים מתחממים, וקרח המים שכלוא בהם כיום, "מהגר" ושוקע מחדש בקווי רוחב נמוכים יותר.

נטיית ציר הסיבוב של מאדים היום היא כ-25 מעלות, קרוב מאד ל-23.4 המעלות של נטיית ציר הסיבוב של כדור הארץ. אולם בניגוד לכדור הארץ, שהשינויים בנטיית ציר הסיבוב שלו מוגבלים הודות להשפעת הירח הגדול שלו, למאדים אין ירח גדול, ונטיית ציר הסיבוב שלו משתנה באופן קיצוני במחזורים הנמשכים כ-120,000 שנה.

הדמייה של מאדים כפי שהוא עשוי להיראות בתקופה בה נטיית ציר הסיבוב העצמי שלו גבוהה מאד, ובעקבות כך הקטבים מתחממים וקרח מהגר מהם לקווי רוחב נמוכים יותר. מקור: NASA/JPL/Brown University.
הדמייה של מאדים כפי שהוא עשוי להיראות בתקופה בה נטיית ציר הסיבוב העצמי שלו גבוהה מאד, ובעקבות כך הקטבים מתחממים וקרח מהגר מהם לקווי רוחב נמוכים יותר. מקור: NASA/JPL/Brown University.

החוקרים מציינים במאמרם כי הקרח במדרונות מחולק לשכבות, "שנוצרו כמשקעים עם הבדלים בשיעור הקרח והאבק תחת תנאים אקלימיים שונים". לפיכך, התגלית עשויה לספק תובנות חדשות בנוגע לתהליכים האקלימיים במאדים ותפקיד המים בהם.

"אם הייתה משימה לאחד מהאתרים הללו, בה תילקח דגימה של השכבות לעומק המדרונות, אפשר יהיה לקבל היסטוריה מדויקת של האקלים של מאדים", אמרה לסלי טמפרי, סגנית החוקר הראשי של משימת MRO  מהמעבדה להנעה סילונית. "זה חלק מכל הסיפור של מה קורה למים על מאדים לאורך הזמן: לאיפה הם הולכים? מתי קרח מצטבר? מתי הוא נסוג?"

בנוסף, קרח כל כך קרוב לקרקע עשוי לשמש כמשאב מצוין ונגיש למשימות עתידיות של בני אדם על מאדים. מים יוכלו לשמש לא רק לשתייה, אלא להפקת חמצן לנשימה ודלק רקטי עבור השיגור ממאדים בחזרה לכדור הארץ. "אסטרונאוטים יוכלו למעשה לבוא עם דלי ואת חפירה ולהשיג את כל המים שהם יצטרכו", אמר ברן.

יחד עם זאת, יש לציין כי מיקום האתרים אינו אידיאלי למשימה מאוישת על כוכב הלכת: בקווי רוחב הקרובים יותר לקטבים יש פחות חשיפה לאור שמש ותנאי הקור קיצוניים יותר מאשר בקו המשווה. בנוסף, בני אדם שינחתו על כוכב הלכת בעתיד ירצו לבטח לחזור לכדור הארץ, ובקו המשווה מהירות הסיבוב העצמי של מאדים גבוהה יותר מקווי רוחב גבוהים יותר, כך שמשגר שימריא משם לחלל יקבל יתרון משמעותי במהירות ההתחלתית שלו.

ראו עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

3 תגובות

  1. בטווח של 3 שנים של מאדים ולא תווך כפי שרשום. מדובר כאן על הפרשי בין פרקי זמן.

  2. הרסתם את האתר עם העיצוב החדש, מי עיצב לכם את האתר, מוחמד שקשוקה מעזה???

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן