دراسة تكشف سبب فقدان كوكب المريخ مجاله المغناطيسي

يعد كوكب المريخ، قاحلا متجمدا تغطي سطحه العواصف الترابية وتنخفض درجات حرارته شتاء إلى 140 درجة مئوية دون الصفر عند القطبين، لكن الكوكب الأحمر لم يكن دوما أرضا يبابا، بل كان كوكبا دافئا ورطبا وربما قابلا للحياة تجري فوق سطحه المياه.

وتسبب فقدان المريخ لمعظم مجاله المغناطيسي في إزالة الطبقة التي كانت تحميه، ما جعل الشمس تجففه وتحوله إلى كوكب لا تسير على سطحه إلا روبوتات الاستكشاف البشرية، وظل التساؤل عن سبب ذلك يؤرق العلماء لوقت طويل.

يتولد المجال المغناطيسي من التأثير المغناطيسي للب الكوكب الداخلي الصلب ولب السائل الخارجي، وحين تتدفق الحرارة من اللب الداخلي إلى الخارجي تنشأ تيارات حمل حراري في قلب السائل الخارجي بأنماط ناتجة عن دوران الكوكب واللب الداخلي وتأثير كوريوليس، وينتج عن تفاعل كل ذلك المجال المغناطيسي الذي يحيط بالكوكب مثل غطاء واقٍ يحميه من الرياح الشمسية الفتاكة.

وتحاول دراسة حديثة أعدها الباحث "كي هيروس" من جامعة طوكيو، وطالب الدكتوراه شونبييوكو، ونُشرت في دورية نيتشركوميونيكيشنز؛ بعنوان "التقسيم الطبقي في نوى الكواكب عن طريق عدم امتزاج السائل في الحديد والهيدروجين والكبريت"، تفسير ما حدث لمجال المريخ المغناطيسي.

وقال هيروس في بيان صحفي، إن "المجال المغناطيسي الأرضي ينتج عن تيارات حرارية هائلة من المعادن المنصهرة في قلبها، وتعمل الحقول المغناطيسية للكواكب الأخرى بالطريقة ذاتها".

وأضاف أنه "على الرغم من جهلنا بالتركيب الداخلي للمريخ، تشير الأدلة التي وفرتها النيازك إلى أنه يتكون من الحديد المنصهر المخصب بالكبريت، وتخبرنا القراءات الزلزالية من مسبار إنسايت التابع لناسا أن قلب المريخ أكبر وأقل كثافة مما كان يُعتقد سابقا، ما يشير إلى وجود عناصر إضافية أخف مثل الهيدروجين، لذلك أعددنا سبائك حديدية نتوقع أنها مشابهة لتلك التي شكلت اللب وأخضعناها للتجارب".

آلية عمل المحاكاة

وأعد الباحثون عينة مادية تطابق ما يرون أنه كان قلب المريخ ذات يوم، تحتوي على الحديد والكبريت والهيدروجين، ووضعوا العينة في جهاز يسمى السندان الماسي يضغط العينات بين لوحين ماسيين صغيرين قادرين على تحمل ضغوط كبيرة جدا.

وأخضع الباحثون العينات المجهرية لضغوطات كبيرة تصل إلى مئات الغيغا باسكال مع تسخينها بالليزر، لمحاكاة الظروف في قلب المريخ، ومن خلال مراقبة العينات بالأشعة السينية وحُزَم الإلكترون لتتتبع التغييرات التي تطرأ عليها، لاحظ الباحثون أن العينات ذابت وتغيرت تركيبتها أيضا.

وتركز نتائج التجربة على فكرة الامتزاج، فعند إضافة بعض المواد معا وتحولها إلى خليط متجانس فهي قابلة للامتزاج، أما عندما لا تشكل خليطا متجانسا فهي غير قابلة للامتزاج، ولعب عدم امتزاج الحديد والهيدروجين والكبريت تحت درجات الحرارة العالية والضغط المرتفع دورا مهما في تغيير تاريخ المريخ.

نتائج

وعن نتائج التجربة؛ قال هيروس، إن "المريخ انقسم في البداية إلى سائلين حديديين يتمتعان بمستوى غير مسبوق من التعقيد تحت ضغوط مشابهة؛ أحدهما كان غنيا بالكبريت والآخر بالهيدروجين، وهذا عامل مهم في تفسير ولادة وموت المجال المغناطيسي للمريخ".

وعند انفصال السوائل، بقيت السوائل عالية الكثافة في الجزء الأعمق وصعدت السوائل الأخف واختلطت مع اللب السائل، ما أثر على الحمل الحراري في نواة المريخ، ولاحظ الباحثون حدوث أمر آخر في منطقة انفصال السائلين، إذ تراكبت الطبقات بشكل مستقر جاذبيا، ما أدى إلى توقف الحمل الحراري؛ وفقا لموقع "ساينس أليرت" العلمي.

ويعلم العلماء مسبقا أنه منذ 4 مليارات عام توقف الحمل الحراري وفقد المريخ مجاله المغناطيسي، لكن الإضافة التي تقدمها الدراسة هي تفسير السبب وراء ما حدث، ولا تعطي هذه الدراسة تصورا كاملا، لكنها خطوة مهمة في طريق معرفة كيفية تشكل الكواكب الصخرية وشرح تكوينها.