آب وهوا بر روی سیاره مریخ چگونه است؟

به عنوان مثال، پیش بینی آب و هوا در مریخ کاملا شگفت انگیز است.آب و هوای مریخ نه تنها روز به روز تغییر می کند،بلکه ساعت به ساعت هم تغییر می کند.و این برای سیاره ای که تنها یک درصد ِ جو زمین چگال است، مقداری غیرعادی است. مریخ در آب و هوا و پدیده های هواشناسی ِ غیر معمول، همچنان در سطح بالایی قرار داد.

جو مریخ:

مریخ جو بسیار نازکی دارد که از 96 درصد دی اکسید کربن،1.93 درصد آرگون ، 1.89 درصد نیتروژن و مقدار ناچیزی آب و اکسیژن ساخته شده است.

جو آن کاملا گرد و خاکی ست و دارای ذراتی با قطر 1.5 میکرومتر است؛که باعث تیره و زرد مایل به قهوه ای دیده شدن آسمان مریخ می شود. فشار جو مریخ حدود 0.4 تا 0.87 کیلوپاسکال است.این مقدار معادل با یک درصد فشار جو زمین در سطح دریا است.

این تصویر راه های ممکن برای ورود و خروج گاز متان را به جو مریخ نشان می دهد. Credit: NASA/JPL-Caltech/SAM-GSFC/Univ. of Michigan

به دلیل جو نازک مریخ و فاصله ی بیشتر آن از خورشید، دمای سطح مریخ بسیار سردتر از آنی ست که ما برروی زمین تجربه می کنیم.دمای متوسط سیاره -46 °C (-51 °F) است. کمترین دما در طی زمستان در قطب ها-143 °C (-225.4 °F)  و بیشترین دما در تابستان و در ظهر و استوا 35 °C (95 °F) است.به علت دمای بسیار پایین در قطب ها،25تا 30 درصد دی اکسید کربن موجود در جو فریز شده و تبدیل به یخ خشک می شود که برروی سطح می نشیند. وقتی که کلاهک های یخی قطبی به طورقابل توجهی آب می شوند،در زمستان قطب شمال مریخ لایه ای از یخ خشک با ضخامت یک متر دارد و قطب جنوب با لایه ای هشت متری و دائمی از یخ خشک پوشیده شده است.

مقدارهای ناچیزی از متان و آمونیاک نیز در جو مریخ شناسایی شده است.مقدار تشکیل دهنده آن حدود 30 ppb تخمین زده شده است؛ اگرچه مریخ نورد Curiosity در 16 دسامبر 2014 مقدار ده برابر آن را شناسایی کرده است.این آشکارسازی، احتمالا محلی بوده است و منبع آن همچنان به عنوان یک راز باقی مانده است. همچنین،منبع آمونیاک نیز نامشخص است؛ولی فعالیت انفجاری آتشفشانی به عنوان یکی از امکان ها پیشنهاد داده شده است.

پدیده ی هواشناسی:

مریخ همچنین برای توفان های گرد و خاکی شدید خود معروف است.این توفان ها می توانند از گردبادهای کوچک تا پدیده ای در سطح سیاره تغییر کنند.توفانی گرد و خاکی که به جو مریخ دمیده شده است و خورشید آن را گرم کرده است، مثالی برای مورد دوم است. هوای پر ازگرد و خاک گرم شده بالا می آید و باد قوی تر می شود و توفان هایی را ایجاد می کند که می توانند تا چندین هزارکیلومتر در عرض گسترش پیدا کنند و تا یک ماه باقی بمانند.وقتی این توفان ها تا این اندازه بزرگ می شوند،می توانند بیشتر منظره ی سطح آن را بپوشانند و مسدود کنند.

تصویری که از یک توفان فعال گرد و خاکی بر روی مریخ گرفته شده است. Image credits: NASA/JPL-Caltech/MSSS

به دلیل اتمسفر نازک مریخ،دمای پایین آن و عدم وجود مگنتوسفر،ریزش مایع(باران)برروی مریخ صورت نمی گیرد. به طور اساسی تششعات خورشیدی باعث تفکیک شدن آب مایع موجود در جو به هیدروژن و اکسیژن می شود. به دلیل سرما و جو نازک آن،آب مایع کافی در آنجا وجود ندارد تا چرخه ی آب برقرار باشد.

بعضی اوقات،اگرچه ابرهای نازک در اتمسفر تشکیل شده اند،رطوبت های موجود،به صورت برف فرود می آیند.که اساسا از دی اکسید کربن تشکیل شده و در مناطق قطبی دیده می شود.اگرچه مقادیر ناچیز از ابرهای یخی که آب حمل می کردند در لایه های بالایی جو مریخ در گذشته دیده شده بودند که باعث ایجاد برف محدود در ارتفاع های بالا می شد.

یک نمونه، در 29 سپتامبر 2008 دیده شد. این نمونه هنگامی که لندر Phoenix تصاویری از بارش برف از ابرها حدود 4کیلومتر بالاتر از سطح فرود آن و در نزدیکی Heimdal Crater گرفته شد، دیده شد.اگرچه داده هایی که از لندر جمع آوری شد،نشان می داد که این بارش قبل از اینکه به زمین برسد تبخیر شده است.

شفق قطبی برروی مریخ:

شفق های قطبی برروی مریخ هم دیده شده اند، که نتیجه ی برهمکنش بین میدان های مغناطیسی و تشعشعات خورشیدی هستند.چون مریخ مگنتوسفر کوچکی دارد ، دانشمندان تعیین کرده اند که شفق های قطبی ای که در گذشته مشاهده شده بودند با ناحیه ای که قوی ترین میدان مغناطیسی را دارد در ارتباط بوده اند.این مطلب با آنالیز نقشه ای از پراکندگی مغناطیسی پوسته ی سیاره مریخ که با داده های نقشه بردار جهانی مریخ(Mars Global Surveyor) جمع آوری شده بود، به دست آمده است.

مریخ صخره هایی مغناطیسی در پوسته ی خود دارد که باعث ایجاد میدان های مغناطیسی متمرکز و تکه تکه می شود.در تصویر سمت راست،می توانیم میدان هایی را ببینیم که چگونه در بالای صخره ها در فضا گسترش یافته اند.که در بالای آن ها شفق های قطبی می توانند ایجاد شوند. Credit: NASA

یک نمونه ی قابل توجه و مهم در 14 آگوست 2004 اتفاق افتاد که توسط دستگاه SPICAM در داخل Mars Express مشاهده و ردیابی شد.این شفق قطبی در آسمان بالای Terra Cimmeria –در مختصات جغرافیایی 177° شرق،  52°جنوب- قرار داشت وتخمین زده میشد که 30 کیلومتر طول و 8کیلومتر ارتفاع داشته باشد.

اخیرا،یک شفق قطبی در مریخ توسط ماموریتMAVEN مشاهده شده است. MAVEN تصاویری از این رویداد را دقیقا یک روز قبل از اینکه این شفق از روی زمین قابل مشاهده باشد در 17مارس2015 ثبت کرده است. نام مستعار این شفق ها "چراغ های کریسمسِ مریخ " است که در طول ارتفاعات نیمه شمالی مشاهده می شدند(به علت عدم وجود اکسیژن و نیتروژن در جو مریخ) و درخشش کم نوری در مقایسه با تصویر لرزان تر زمین داشتند.

اکنون جو مریخ،شرایط جوی و الگوهای آب و هوایی با تعدادی از مدارگردها،لندرها و سیارها توسط ماموریت های NASA و Roscomos و همینطور آژانس فضایی اروپا و برنامه ی فضایی فدرال هند مورد بررسی قرار گرفته است. کاوشگر Mariner4 که اولین پرواز بر مریخ را اجرا کرد،نیز شامل آن ها می شود.این پرواز دو روزه در 14و 15جولای سال 1965 صورت گرفت.

داده های خام به دست آمده خیلی بعدتر ها توسط ماموریت های Mariner6 و 7 توسعه داده شد.(پروازهای هدایت شده در 1969).همچنین جمع آوری این داده ها توسط ماموریت های Viking1 و 2 دنبال شد.که در سال 1976 به مریخ رسید و اولین فضاپیمایی بود که برروی سیاره مریخ فرود آمد و تصاویری از سطح آن را ارسال کرد.

در قرن اخیر شش مدارگرد برای جمع آوری اطلاعات از جو مریخ، دور آن قرارگرفته است. در آینده،چندین ماموریت اضافی برای رسیدن به سیاره ی سرخ برنامه ریزی شده اند که انتظار داریم مطالب بیشتری راجع به جو آن، اقلیم و الگوهای آب و هوایی اش به ما یاد بدهند.هرچه که ما پیدا کنیم و بفهمیم، چیزهای بیشتری را راجع به گذشته ی دور سیاره و شرایط کنونی اش آشکار می کند، حتی شاید کمک مان کند تا آینده را در آنجا بسازیم.

منبع:‌www.universetoday.com