از گذشته مریخ چه می دانید؟

در سال 1877 اسکیاپارلی اخترشناس ایتالیایی، موفق به کشف کانال‌هایی در سطح مریخ شد و پس از آن منجم آماتور آمریکایی با نام لویل، نقشه‌ای از این کانال‌ها ترسیم و پیشنهاد و آن را قوی‌ترین مدرک از حضور تمدن در مریخ دانست. اما کمی بعد عکس‌برداری های در طول موج فروسرخ ( که نشان دهنده‌ی دمای سطحی سیاره بود) نشان داد که در سطح این سیاره عملا  آب مایع نمی تواند در جریان باشد. تصاویر دریافتی از ماموریت مارینر 9 در سال 1969 و پس از آن مدارگرد‌های وایکینگ در سال 1976 به وضوح نشان داد که دیده شدن کانل‌های دست‌ساز آب تنها خطای بصری بوده و نتنها تمدن، که حتی حیات فعالی نیز در سطح مریخ وجود ندارد.

دانشمندان بر این باورند که مریخ همچون زمین در کمربند حیات ( جایی از منظومه شمسی که از نظر دما برای پشتیبانی از حیات مناسب است) قرار دارد اما به دلیل بسیاری از موارد همچون جرم و جاذبه‌‌ی کم، شریط اولیه‌ی آغاز حیات در این سیاره از میان رفته است. با این حال دانشمندان سیاره‌شناس بر این باورند که مریخ در گذشته‌های دور شرایط بنسبت مناسب‌تری برای پشتیبانی از حیات داشته و نشانه‌هایی از آن هنوز هم قابل تشخیص است. اولین تصاویر دریافتی از مارینر 9 و مدارگرد های واکینگ علی رغم اثبات اینکه مریخ سطح مرده‌ و غیر فعالی دارد اما گذشته‌ی پویایی داشته.

تصاویر به دست آمده حاکی از وجود رود خانه‌ها و آب راهه‌های طبیعی در بیش از دو میلیارد سال قبل این سیاره است. زمانی جریان آب در سطح مریخ بسیار عادی بوده و نشانه‌های آن را می توان در دره‌هایی به عرض 100 کیلومتر و عمق 7 کیلومتر که در کف خود ساختاری شبیه سنگبستر رودخانه‌ای دارند به وضوح به چشم می خورد. رودخانه‌های خشک شده که از میان کوه‌ها عبور نموده و در دشت هایی وسیعی ناپدید می گردند که بنظر میرسد این دشت‌ها در گذشته بستر دریاها و اقیانوس‌های عظیمی بوده که گاها با برخورد شهابسنگ ها دستخوش سونامی‌های عظیمی شده‌است. سنگ های کنگلومرا ( سنگ های جوش خورده‌متشکل از قلوه‌سنگ ها و ماسه‌های فرسایشی که به کمک آب به یکدیگر چسبیده‌اند) صخره‌های پرشیب، برامدگی‌های ناهموار، گنبد‌های شنی، تپه‌های ماهور در کنار گسل‌ها و سیلاب دشت های دلتا مانند، همگی نشان از پیچیدگی ساختار در گذشته‌ی زمین شناسی این سیاره نسبت به سیارت خاکی دیگر همچون عطارد دارد. کوهای‌آتشفشان خاموش اما برگ مقیاس همچون المپیوس با پهنای 900 کیلومتر و ارتفاع 27 کیلومتری نشان از جوی متلاطم و با اثر گلخانه‌ای مناسب جهت تعادل دما در این سیاره را نشان می‌دهد. تمامی این نشانه‌ها حاکی از آب و هوای ملایم تر مریخ در گذشته است.

ابزارهای ارتفاع سنج لیزی تعبیه شده در ماموریت مدارگرد نقشه بردار سراسری مریخ (MGS) که در سال 1997 از ارتفاع 400 کیلومتری سطح سیاره نقشه برداری نمود، نشان داد که بخش اعظمی از نیمکره‌ی شمالی این سیاره، از دشت‌های پست و کم ارتفاع تشکیل شده که بسیار مشابه با ساختار کف اقیانوس اطلس، نزدیک به جنوب غربی آفریقاست و بیانگر آن است که شاید زمانی مریخ اقیانوس های گسترده با صفحات تکتونیکی فعال داشته است که به قاره‌هایی با سنگ‌بستر سبکتر و ابعاد محدودتری نسبت قاره‌های سیاره زمین منتهی می‌شده است.  حرکت صفحات تکتونیکی زمین با فوران های عظیم آتشفشانی مرتبط بوده است و منجر به آزادسازی میزان قابل توجهی CO2 در اتمسفر این سیاره شده است که نشانه های آن هم اکنون در سطوح کربناتی دشت‌های شمالی مریخ به وضوح بچشم می خورد.   

ربات های سطح نشین مریخی   Sprit and opportunity(روح و فرصت) که در سال 2003 پرتاب شدند، نشان داد که سطوح دشت های مریخی در مجاورت آب دچار تغییرات فیزیکی و شیمیایی شده اند و هر دو مریخ نورد موفق به تشخیص هماتیت ( نوعی ماده شیمیایی که در حضور آب شکل می‌گیرد) دست یافتند. همچنین مریخ نورد کنجکاوی که در سال 2012 بر سطح این سیاره فرود آمد به کمک ابزار های دقیق خود به دنبال نشانه های بیشتری از ملکول‌های زیستی و نشانه های حیات در  گذشته مریخ است. این ماوریت چندی قبل موفق به تشخیص آب شور مایع به صورت بسیار محدود در سطح سیاره شد که نشانه هایی امید بخشی را با خود به همراه داشت.

اما تنها مدارک بدست آمده از گذشته‌ی مریخ مرتبط با نقشه برداری و تصاویر ماموریت ها نمی باشد. هم اکنون دانشمندان موفق به کشف بیش از 18 شهابسنگ در سطح زمین شده اند که به نظر می رسد بر اثر برخورد های شهابسنگی با سطح مریخ، از آن جدا شده و پس از چندین ملیون سال سرگردانی در فضا به سطح زمین برخورد کرده اند. نسبت Ca/Si ،  Fe/Si، Mg/si و همچنین Al/Si  در این شهابسنگ ها، در کنار حباب های میکروسکوپی محبوس در آنها که مرتبط با زمان شکل گیری آنها در صدها میلیون سال قبل، در سطح مریخ می باشد، قطعی ترین نشانه‌های مریخی بودن آنهاست. به کمک اطلاعات به دست آمده از این نمونه های گرانبها می توان تا حدود زیادی از گذشته مریخ پرده برداری نمود.

تمامی مدارک به دست آمده از مدارگرد های مریخی، ماموریت های سطح نشین و حتی شهابسنگ‌ها حاکی از آن است که این سیاره به دلیل فعالیت های آتشفشانی ناشی از حرکات تکتونیکی این سیاره، جوی متراکم از CO2 با فشاری در حدود( 1 تا 5 bar) و دمایی به نسبت بالا، که می توانسته آب ( احتمالا آب شور) را درسطح زمین جاری سازد و بسیاری از فرایند های مرتبط با سنتز ملکول‌های زیستی را پشتیبانی کند. اما هسته و گوشته‌ی این سیاره‌ به دلیل جرم کم این سیاره به مرور سرد و منجمد گردیده. به گونه‌ای که حرکات صفحات تکتونیکی و فعالیت های آتشفشانی متوقف شده که منجر به کاهش تولید CO2 و سردی سیاره شده است. از سوی دیگر از آنجا که جو مریخ توسط O3محافظت نمی‌شده، فوتولیز آب توسط پرتو‌فرابنفش خورشید، باعث آزادسازی اکسیژن و هیدروژن شده است. هیدروژه به دلیل سبکی به راحتی از حوزه‌ی جاذبه‌ی ضعیف مریخ می گریزد و O2 نیز پیش از تجمع در جو مریخ، با آن موجود در سطح سیاره وارد واکنش شده و رنگ سرخ خاک و به شدت اکسیده را بخشیده است.

اگر حیات نیز در گذشته‌ی مریخ به وجود آمده باشد به دلیل سرما، و پرتو های زیانبار خورشید از بین رفته است و شاید دیگر شاهد حیات در سطح سیاره نباشیم.  با این حال دانشمندان امیدوار هستند با بررسی لایه‌های یخ زده در عمق چند متری مریخ نشانه هایی از باکتری های باستانی را بیابند.

علی رغم نا مساعد بوردن شرایط فعلی سطح مریخ، دانشمندان امیدوار هستند با شناخت بهتر تکامل شیمیایی ملکول‌های آلی در گذشته مریخ به درک بهتری از چگونگی آغاز حیات در زمین دست‌یابند. شاید هم ده ها سال تلاش تمدن بشری در راه شناخت سیاره سرخ منجر به کشف باکتری هایی باستانی در میان یخ های مریخ شوند که میلیون ها و شاید میلیارد ها سال در آنجا آرمیده اند.