مریخ احتمالا در گذشته آب کافی برای شکل‌گیری حیات نداشته است

مریخ در گذشته از آب مایع سطحی برخوردار بوده که به شکل پهنه‌های آبی مثل دریاچه‌ی اکنون خشک‌شده‌ی دهانه یزرو روی آن جریان داشت. زمانی تصور می‌شد، آب‌های باستانی که سنگریزه‌ها را با خود حمل می‌کردند، عامل اصلی شکل‌گیری آبکندها در چشم‌انداز مریخی بوده‌اند؛ اما اکنون این دیدگاه به لطف یافته‌هایی که نشان می‌دهند یخ خشک نیز می‌تواند عامل شکل‌گیری آبکندها باشد، ممکن است تغییر کند.

دانشمندان در گذشته قانع شده بودند که تنها آب مایع باعث شکل‌گیری آبکندهای مریخی شده است، زیرا مشابه این فرآیند روی زمین رخ می‌دهد؛ اما آن‌ها فرآیند تصعید یا تبدیل مستقیم ماده‌ از حالت جامد به حالت گاز را نادیده گرفته بودند. در فرآیند تصعید، یخ کربن‌دی اکسید ناپدید می‌شود. البته گاهی چنین فرآیندی برای یخ آب هم دیده می‌شود.

کربن‌دی‌اکسید منجمد همه جا روی مریخ به‌ویژه در آبکندها دیده می‌شود. وقتی کربن‌دی‌اکسید روی یکی از آبکندها تصعید شود، گاز حاصل می‌تواند سنگ‌ریزه‌ها را به سمت پائین شیب سوق دهد و به شکل‌گیری آبکند بینجامد.

بر اساس پژوهشی به رهبری لونک روئلفز از دانشگاه اوترخت هلند، تصعید یخ کربن‌دی‌اکسید عامل احتمالی شکل‌گیری آبکندهای مریخی بوده است. در نتیجه وجود آب مایع روی مریخ مربوط به گذشته‌ای دورتر بوده است. این یافته همچنین به این معنی است که بازه‌ی حضور و رونق حیات مریخی احتمالا کوچک‌تر بوده است. به گفته‌ی روئلفز و همکارانش:

تصعید یخ کربن‌دی‌اکسید در شرایط جوی مریخ می‌تواند رسوب‌ها را به جریان بیندازد و ساختارهایی را مشابه آنچه که در مریخ دیده می‌شود، ایجاد کند.

آبکندهای مریخی و زمینی ظاهر یکسانی دارند. تنها تفاوتشان در این است که با اطمینان می‌توانیم بگوییم آب مایع عامل ایجاد و شکل‌گیری پیوسته‌ی آبکندها روی زمین است. چنین فعالیتی شامل ایجاد کانال‌های جدید و ریختن سنگریزه‌های بیشتر به کف آن‌ها است.

هرچند مریخ باستانی ممکن است به‌اندازه‌ی کافی دارای آب مایع پایدار برای ایجاد کانال‌ها بوده باشد، در شرایط فعلی آب کافی برای حفظ انجام این کار ندارد. در اینجا فرضیه‌ی تصعید مطرح می‌شود که طی آن یخ کربن‌دی‌اکسید به گاز تبدیل و باعث ایجاد جریان مواد می‌شود.

پژوهشگرها پس از بررسی مشاهدات به این نتیجه رسیدند که آبکندها بر اثر گازهای حاصل از تصعید کربن‌دی‌اکسید به وجود می‌آیند. به دلیل فشار پائین مریخ، فرآیند تصعید باعث ایجاد جریان گازی بیشتری نسبت به روی زمین می‌شود که می‌تواند حرکت سیال مواد را فراهم کند.

دو روش تصعید برای ایجاد جریان‌های گازی وجود دارد. وقتی بخشی از آبکندها به ویژه در یک شیب تند دچار فروپاشی شوند، رسوب‌ها و دیگر سنگریزه‌هایی که دراثر نور خورشید گرم شده‌اند روی یخ‌های کربن‌دی‌اکسید در بخش سردتر و سایه‌ای‌تر سقوط می‌کنند. گرمای ناشی از این مواد می‌تواند انرژی لازم برای فرآیند تصعید را فراهم کند. احتمال دیگر این است که یخ کربن‌دی‌اکسید و رسوب‌ها از آبکند جدا شوند و به سمت بخش گرم‌تر سقوط کنند که این فرآیند نیز می‌تواند زمینه‌ساز تصعید شود.

تنها یک مشکل در رابطه با فرضیه‌های فوق وجود دارد: از آنجا که انسان هنوز روی سطح مریخ فرود نیامده است، هیچ‌گونه مشاهدات نزدیکی از این پدیده‌ها وجود ندارد و تنها منبع وجود داده‌ها و تصاویری هستند که از فضاپیماهای مختلف ارسال شده‌اند؛ بنابراین همه چیز در حد فرضیه است. به همین دلیل، گروه پژوهشی برای مشاهده‌ی آنی فرآیند تشکیل کانال‌های آب به شبیه‌سازی آبکندهای مریخی نیاز داشت.

روئلفز برای بازسازی بخشی از چشم‌انداز سیاره سرخ یک مجرا در محفظه‌ی محیطی خاصی طراحی کرد که فشار جوی مریخ را شبیه‌سازی می‌کرد. این مجرا به اندازه‌ی کافی برای حرکت رو به پائین مواد عمیق بود و سرمای کافی را برای ثابت‌ماندن یخ کربن‌دی‌اکسید داشت؛ اما پژوهشگرها شیب‌های مجاور گرم‌تری را اضافه کردند تا گرمای لازم برای تصعید و حرکت سنگریزه‌ها را فراهم کنند. آن‌ها با دو سناریوی احتمالی آزمایش خود را انجام دادند: در درجه‌ی اول گرما از زیر یخ کربن‌دی‌اکسید سرچشمه می‌گیرد و در درجه‌ی دوم مواد گرم روی آن ریخته می‌شوند. هر دو نوعی جریان تولید می‌کنند.

برای رسیدن به شواهد بیشتری از جریان‌های تصعیدی که تحت شرایط خاص رخ می‌دهند، دو آزمایش دیگر انجام شد که یکی از آن‌ها تحت فشار زمینی و دیگری فاقد یخ کربن‌دی‌اکسید بود. هیچ جریانی توسط آن‌ها تولید نشد. به نوشته پژوهشگرها:

برای اولین بار این آزمایش‌ها ثابت می‌کنند تصعید کربن‌دی‌اکسید می‌تواند باعث ایجاد جریانی سیال شود و جریان‌های کوچک را در شرایط جوی مریخ حفظ کند.

از آنجا که آزمایش یادشده نشان می‌دهد آبکندها و سیستم‌هایی مثل آن‌ها را می‌توان با تصعید شکل داد و نه صرفا آب مایع، پرسش‌هایی درباره‌ی مدت زمان ذخیره‌ی آب مایع در سطح مریخ برای جانوران زنده به وجود می‌آید. بر اساس این یافته‌ها بازه‌ی سکونت‌پذیری ممکن است کوتاه‌تر از تصورهای پیشین باشد؛ اما آیا این یافته به این معنی است که هیچ حیاتی روی مریخ وجود نداشته است؟ نه لزوما. بااین‌حال یافته‌های روئلفز می‌توانند بر شواهد مربوط به سکونت‌پذیری این سیاره در آینده تأثیر بگذارند.