تکامل مریخ
دانشمندان دانشی کلی در مورد تکامل این سیاره از 4/6 میلیارد سال پیش تا کنون دارند. این دانش با مطالعه چاله ها و دیگر پدیده ها و مشخصات سطح این سیاره به دست آمده است. پدیده هایی که در دوران مختلف تکامل به وجود آمده اند هم چنان در سطح این سیاره موجود هستند. محققین یک سناریوی تکامل برای این سیاره تهیه نموده اند که در برگیرنده ابعاد، شکل و مکان پدیده های روی داده در سطح آن می باشد.
دانشمندان نسبت دوره های زمانی مناطق موجود در سطح را با توجه به چاله های برخوردی مشاهده شده، دسته بندی کرده اند. هر چه در یک منطقه تعداد چاله بیشتر باشد عمر آن منطقه نیز بیشتر است. با این حال دانشمندان هنوز نمی توانند تشخیص دهند که هر یک از دوره های تکامل دقیقا چه زمانی رخ داده اند. برای این کار آن ها به دانستن سن سنگ های موجود در سطح مریخ که در دوره های مختلف تشکیل شده اند نیاز دارند آن ها باید این سنگ ها را در آزمایشگاه های پیشرفته آنالیز نمایند ولی متاسفانه تا کنون هیچ سنگی از سیاره توسط سفینه هابه زمین آورده نشده است.
دانشمندان طول عمر سیاره را به سه دوره زمانی تقسیم کرده اند: ۱) نواکیان، ۲) هسپرین، ۳) آمازونین. هر دوره با نام منطقه ای که در همان دوره تشکیل شده، نام گرفته است. دوره نواکیان بر اساس منطقه نواکیس که منطقه ای مرتفع در نیم کره جنوبی است نام گرفته در طول دوره نواکیان، تعداد بی شماری اجرام سنگی در ابعاد مختلف با سیاره برخورد کرده اند. برخورد این اجرام چاله هایی در ابعاد گوناگون در منطقه ایجاد کرده است. در این دوره هم چنین چندین آتش فشان عظیم فعال بوده اند.
به علاوه در این دوره فرسایش سطح توسط آب منجر به شکل گیری شبکه های دره ای در مریخ شده است. وجود این شبکه ها بیان گر این است که دمای مریخ در دوره نواکیان بسیار گرم تر از دمای کنونی سیاره بوده است.
دوره هسپرین
بمباران های شدید دوره نواکیان تدریجا به پایان رسید و دوره هسپرین آغاز شد این دوره بنا به منطقه هسپریا پلانیوم این چنین نام گذاری شده است. دشتی مرتفع در عرض های پایین جغرافیایی نیم کره جنوبی. در طی دوره هسپرین فعالیت های آتش فشانی ادامه داشته اند و مواد مذاب بیشتر چاله های به وجود آمده در دوره نواکیان را پوشاندند. اغلب بزرگ ترین کانال های موجود در سیاره مربوط به دوره هسپرین می باشند.
دوره آمازنین همراه با تشکیل چاله های کوچک است و تا به امروز ادامه یافته است. این دوره بر اساس منطقه آمازونیس پلانیتیا که دشت کم ارتفاعی در عرض های جغرافیایی پایین نیم کره شمالی است نام گذاری شده. فعالیت های آتش فشانی در این دوره نیز ادامه داشته اند و برخی از بزرگ ترین آتش فشان ها مربوط به این دوره هستند. جوان ترین ویژگی های زمین شناسی موجود در مریخ شامل رسوبات یخ در قطب ها نیز به این دوره تعلق دارند.
امکان وجود حیات
احتمالا روزگاری در مریخ حیات وجود داشته است. حتی ممکن است موجودات زنده هنوز در این سیاره دوام آورده و وجود داشته باشند. مریخ تقریبا به طور قطعی سه عامل اصلی را که دانشمندان برای وجود حیات ضروری می دانند دارا می باشد: ۱) عناصر شیمیایی مانند کربن، هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن ۲) منبع انرژی ۳) آب مایع.
عناصر شیمیایی در طول تاریخ این سیاره همیشه در آن وجود داشته اند. نور خورشید نیز منبع انرژی به حساب می آید. علاوه بر نور خورشید گرمای درون سیاره نیز نوعی منبع انرژی ثانوی است در زمین گرمای درونی سیاره ما، زندگی گونه های زیستی اعماق دریا و شکاف پوسته ها را تضمین می کند.
آب مایع به شکلی واضح مسبب به وجود آمدن پدیده های سطح مریخ از جمله کانال های بزرگ دره های کوچک و آب گذرهای جوان آن است. به علاوه مقادیر زیادی یخ آب در نزدیک قطب جنوب و احتمالا قطب شمال آن وجود دارد. بنابر این آشکار است که زمانی آب مایع در این سیاره جاری بوده است. احتمالا امروزه در زیر لایه های رویی این سیاره آب مایع هنوز یافت می شود.
در سال ۱۹۹۶ گروهی به سرپرستی دیوید مک کی ، زمین، شناس مرکز فضایی جانسون ناسا در هوستون، اعلام نمودند که مدرکی از وجود جانوران میکروسکوپی در مریخ پیدا کرده اند. آن ها این مدرک را در درون یک قطعه سنگ آسمانی که خود را به زمین رسانده بود کشف کردند این قطعه سنگ به احتمال زیاد در اثر برخورد سنگی بزرگ تر با مریخ از سطح این سیاره کنده شده و پس از میلیون ها سال سفر در فضا سرانجام وارد جو زمین شده است.
شی میله ای شکل که از نظر گروهی از دانشمندان فسیل یک موجود مریخی است. طول این موجود ۲۰۰ میلیاردیوم متر است و در سنگی پیدا شده که از مریخ به زمین آمده است. این مدرک شامل مولکول های بنیانی پیچیده ذراتی از نوعی ماده معدنی به نام مگنتیت که درون برخی از انواع باکتری تشکیل می شود و سازه های بسیار ریزی که فسیل های میکروسکوپی هستند می باشد. استنتاج دانشمندان بحث برانگیز است اما در هر صورت تا کنون برای اثبات وجود حیات در مریخ هیچ توافق علمی جامعی پیدا نشده است.
تاریخ مطالعات مریخ
مشاهده از زمین
نخستین ستاره شناسان به کمک تلسکوپ هایی بر روی زمین به وجود کلاهک های قطبی و تغییرات آن ها در فصول مختلف پی برده بودند. آن ها همین طور نشانه های تیره و روشنی کشف نمودند که شکل و مکان آن ها متغیر بود.
در اواخر قرن ۱۹ ستاره شناس ایتالیایی به نام اسکیا پارلی اعلام کرد که شبکه ای از خطوط تیره را در سطح مریخ مشاهده کرده است بسیاری از ستاره شناسان نیز رویت چنین پدیده ای را تایید کردند در میان آنان ستاره شناس امریکایی به نام پرسیوال لاول ۳ نیز حضور داشت او وجود این کانال ها را به ساکنین سیاره نسبت داد.
نشانه های تیره و روشن متغیری که ستاره شناسان در گذشته وجود آن ها را گزارش کرده بودند در واقع بادهای مریخی بودند که در گستره سطح این سیاره می.وزند برخی از ستاره شناسان نخستین اعتقاد داشتند که تغییر این نشانه ها به دلیل رشد و نابودی گونه های گیاهی است.
مشاهده به وسیله فضاپیما
سفینه های روباتیک از دهه هفتاد قرن پیش شروع به مشاهده دقیق این سیاره نمودند ایالات متحده در سال ۱۹۶۴ مارینر ۴ و در سال ۱۹۶۹ مارینر ۶ و مارینر ۷ را به سمت این سیاره فرستاد هر کدام از آن ها حدود ۶ ماه بعد به مدار مریخ رسیدند تصاویر تهیه شده توسط این سفینه ها نشان داد که مریخ سیاره ای است خشک و سترون دارای چاله هایی فراوان نظیر ماه و بدون هیچ گونه اثر و آثاری از حیات.
در سال ۱۹۷۱، مارینر ۹ به مدار مریخ فرستاده شد. این سفینه توانست از ۸۰ درصد سطح این سیاره نقشه برداری کند. برای اولین بار آتش فشان ها و سیستم های درهای این سیاره توسط این سفینه کشف شدند هم چنین مناطقی دیده شد که شبیه به بسترهای خشک رودخانه بود.
ماموریت بعدی به مریخ، ماموریت وایکینگ بود که توسط ایالات متحده در سال ۱۹۷۵ صورت گرفت. مریخ نشین ها توسط مدار گردها تعیین شد و آن ها در ژوئیه و سپتامبر ۱۹۷۶ در وایکینگ شامل دو مدار گرد و دو مریخ نشین بود. هدف اصلی آن پیدا کردن حیات در این سیاره بود. محل فرود سطح سیاره سرخ فرود آمدند. مریخ نشین ها توانستند برای نخستین بار تصاویری را از نزدیک در این سیاره تهیه کنند. آن ها از خاک مریخ نمونه گیری کردند. هیچ نشانی از حیات توسط آن ها پیدا نشد.
دو ماموریت موفقیت آمیز دیگر مریخ، نشین رهیاب و مدارگرد پیمایشگر سراسری مریخ بود. ایالات متحده هر دوی آنها را در سال ۱۹۹۶ فرستاد. بخش اساسی ماموریت رهیاب انجام دادن سیستم جدید فرود بر این سیاره بود این مریخ نشین در ژوئیه ۱۹۹۷ به کمک بالشت های بزرگ بادی در مریخ با موفقیت فرود آمد. رهیاب یک خودروی کوچک به نام سوجورنر را نیز با خود به سطح مریخ برد ره یاب تصاویر منحصر به فردی را از مریخ به زمین ارسال کرد و سوجورنر آنالیزهایی را در سنگ ها و خاک مریخ به انجام رساند. مردم در سرتاسر جهان از تلویزیون های خود تصاویر سوجورنر را در حال کار مشاهده می کردند.
پیمایش گر مریخ تعدادی از وسایل و تجهیزات اندازه گیری علمی را با خود حمل می کرد. یک دستگاه لیزر ارتفاع سنج با ارسال امواج لیزری ارتفاعات موجود در سطح سیاره را شناسایی نمود. این دستگاه نقشه ای از ارتفاعات سطح مریخ تهیه کرد که در آن همه ارتفاعاتی که حداقل یک متر بلندی دارند مشخص گردید.
یک طیف سنج فروسرخ ترکیب بندی بعضی از مواد معدنی موجود در سطح مریخ را مشخص نمود یک دوربین با حساسیت بسیار بالا نیز توانست تصاویری از یک منطقه جدید ژئولوژیک تهیه نماید این منطقه شامل لایه هایی رسوبی بود که احتمالا توسط آب مایع و رسوبات آن تشکیل شده است به اضافه آب گذرهای کوچکی که آن ها نیز توسط آب مایع شکل گرفته بودند.
در آوریل ۲۰۰۱، ایالات متحده سفینه ادیسه مریخ را گسیل کرد این سفینه تجهیزاتی را برای آنالیز شیمیایی ترکیب بندی سطح مریخ و لایه های زیرین آن به منظور کشف وجود یخ آب در سطح و یا زیر سطح این سیاره و هم چنین مطالعه پرتوهای پیرامون مریخ به همراه داشت. ادیسه مریخ در اکتبر ۲۰۰۱ در مداری نزدیک سیاره قرار گرفت. در سال ۲۰۰۲ ، این سفینه مقادیر زیادی یخ آب در زیر سطح مریخ کشف نمود. بیشتریخ کشف شده در منطقه جنوبی سیاره و در قسمت جنوب ۶۰ درجه عرض جغرافیایی قرار دارد. دانش مندان انتظار دارند که در نیم کره شمالی، قسمت شمال ۶۰ درجه عرض جغرافیایی نیز یخ وجود داشته باشد.
به هر حال در زمانیکه اکتشاف صورت می گرفت مقادیر زیادی دی اکسید کربن منجمد در منطقه وجود داشت و مانع از شناسایی لایه های زیرین می شد. یخ آب پیدا شده در یک متری زیر خاک وجود دارد ۵۰ درصد از حجم این خاک را یخ آب تشکیل می دهد. کل حجم یخ کشف شده ۴۰۰، ۱۰ کیلومتر مکعب است یعنی دو برابر حجم لازم برای پر کردن دریاچه میشیگان پیمایش گر مریخ نتوانست در عمق بیش از ۱ متریخ پیدا کند. به همین دلیل دانش مندان هنوز نمی توانند حجم کلی یخ موجود در مریخ را تخمین زنند.
در اوت سال ۲۰۰۳ مریخ به زمین نزدیک تر شد. فاصله آن در ۶۰,۰۰۰ سال اخیر به این نزدیکی نبوده است. در آن سال دانش مندان سه سفینه جدید را به این سیاره فرستادند. ماموریت مارس اکسپرس مربوط به آژانس فضایی اروپا بود و شامل یک مدار گرد مجهز به تجهیزات علمی و یک مریخ نشین به منظور آنالیز خاک سیاره و کشف مدارک وجود حیات میشد ایالات متحده نیز دو مریخ نورد به نام های اسپریت و آپور چونتی به مریخ فرستاد تا به کاوش در مناطق مختلف سطح مریخ بپردازند.
در دسامبر ۲۰۰۳، مارس اکسپرس به مداری پیرامون مریخ رسید و مریخ نشین بیگل ۳۲ را به سطح سیاره فرستاد. مارس اکسپرس بلافاصله شروع به ارسال تصاویر و دیگر اطلاعات به زمین نمود اما سرپرستان این ماموریت موفق به برقراری ارتباط با بیگل نشدند و این مریخ نشین در سیاره گم شد در اوایل ژانویه ۲۰۰۴، مریخ نورد آمریکایی اسپریت با موفقیت فرود آمد.
آپور چونتی کمی دیر تر فرستاده شد و در همان ماه آن نیز با موفقیت فرود آمد این دو مریخ نورد تصاویر دقیقی از پدیده های سطح مریخ ارسال کردند و شروع به آنالیز سنگ ها و خاک آنجا به منظور پیدا کردن مدرکی حاکی بر وجود حجم زیادی آب مایع در سطح مریخ در گذشته های نه چندان دور نمودند.
در مارس ۲۰۰۴، دانشمندان امریکایی اعلام کردند که آن ها به این نتیجه رسیده اند که در منطقه مریدیانی – پلانیوم یعنی جاییکه مریخ نورد آپور چونتی در آن فرود آمد زمانی مقادیر زیادی آب مایع وجود داشته است. مدرک آن ها برای این ادعا سنگی بود که از قسمت های زیرین به بیرون سر زده بود آنالیزهای آپور چونتی نشان داد که این سنگ حاوی مقادیر زیادی نمک سولفات است که دارای سولفور و اکسیژن می باشد. در سیاره زمین این مقدار نمک سولفات تنها در سنگ هایی یافت می شود که یا در درون آب شکل گرفته اند و یا مدت ها در معرض جریان آب بوده اند.
ماموریت مریخ نوردها تنها برای ۹۰ روز زمانبندی شده بود اما از آن جا که هر دوی آن ها به خوبی کار می کردند مدت ماموریتشان تمدید شد. در ژوئن ۲۰۰۴ آپور چونتی به داخل چاله ای بزرگ رفت و به آنالیز سنگ های زیرین آن منطقه پرداخت اسپریت نیز در همان ماه با طی مسیری به طول ۳ کیلومتر به مجموعه ای از تپه های مشهور به تپه های کلمبیا رسید. آن ها ماه ها به کاوش خود در این مناطق ادامه دادند.
