در مقالهای که بهتازگی در نشریه Nature Communications منتشر شده، پژوهشگران توضیح میدهند که چگونه با استفاده از روشی تحلیلی نوین توانستهاند دادههای رادار دهانه ترکیبی (SAR) فضاپیمای ماژلان را با دقت بیشتری بررسی کنند. این روش جدید نشان داد که یک «نورگیر» بزرگ و باز در سطح زهره وجود دارد که بر فراز یک مجرای عظیم گدازهای زیرسطحی قرار گرفته است.
به گفته لورنزو بروتسونه، از نویسندگان مقاله و متخصص رادار و سنجشازدور در دانشگاه ترنتو ایتالیا، این لوله گدازهای حاصل فعالیتهای آتشفشانی باستانی در زهره است. او توضیح میدهد که لولههای گدازهای در جریانهای بازالتی شکل میگیرند؛ جایی که گدازه کمچگالی در زیر سطحی که در حال جامد شدن است، همچنان به حرکت ادامه میدهد.
اما این فرایند چگونه رخ میدهد؟
بروتسونه میگوید چند سازوکار میتواند دخیل باشد: ممکن است پوستهای جامد از کنارههای یک کانال گدازه بهتدریج به سمت داخل رشد کند؛ یا سرریزهای گدازه دیوارههای کانال را آنقدر بالا بیاورند تا سقفی روی آن شکل بگیرد؛ یا قطعات شناور گدازه سردشده به هم بپیوندند و سقفی یکپارچه ایجاد کنند.
یکی از دلایلی که تأیید چنین ساختارهایی در زهره تا این اندازه طول کشیده، این است که این سیاره در پوششی بسیار متراکم از ابرها محصور شده و جو ضخیم آن اجازه مشاهده مستقیم سطح سوزانش را با تلسکوپهای نوری معمولی نمیدهد.
فضاپیمای ماژلان ناسا نخستین مأموریت مداری بود که تقریباً تمام سطح زهره را با استفاده از تصویربرداری راداری نقشهبرداری کرد. این فضاپیما طی مأموریت چهار ساله خود از ۱۹۹۰ تا ۱۹۹۴، حدود ۹۸ درصد از سطح سیاره را نقشهبرداری کرد.
رادار SAR ماژلان چگونه چنین کاری را ممکن ساخت؟
این سامانه با ارسال امواج رادیویی به سطح سیاره و اندازهگیری زمان بازگشت آنها پس از برخورد با ناهمواریهای سطح، عمل میکند. با پردازش این سیگنالهای بازگشتی، نقشهای دقیق از بازتاب راداری سطح زهره تهیه شد. به این ترتیب، ماژلان موفق شد مجموعههایی از دهانههای فروچالهای زنجیرهای را شناسایی کند؛ ساختارهایی که از نشانههای اصلی وجود احتمالی لولههای گدازهای به شمار میروند.
تا پیش از این، وجود چنین لولههایی در زهره صرفاً در حد فرضیه بود و حتی بهطور غیرمستقیم نیز تأیید نشده بود.
در برخی موارد، لولههای گدازهای از طریق تورم تدریجی لایههای گدازه سردشده شکل میگیرند، در حالی که گدازه داغ تازه در زیر آنها جریان دارد. پس از شکلگیری لوله، کاهش یا توقف کامل جریان گدازه میتواند مجرایی زیرزمینی بر جای بگذارد که بخشی یا تمام آن تخلیه شده است.
لولههای گدازهای در زمین (برای مثال در هاوایی و اسپانیا)، مریخ و همچنین ماه نیز شناخته شدهاند.
لوله گدازهای کشفشده در زهره قطری میانگین حدود یک کیلومتر دارد؛ در عمقی نزدیک به ۵۲۵ متر زیر سطح قرار گرفته؛ ارتفاع آن حدود ۳۷۵ متر است و سقفی با ضخامت تقریبی ۱۵۰ متر آن را پوشانده است.
دادههای راداری ماژلان نشان میدهد که طول این لوله دستکم ۳۰۰ متر است، اما احتمالاً بسیار طولانیتر است. پژوهشگران گمان میکنند مجراهای زیرسطحی مشابه در زهره ممکن است دهها کیلومتر امتداد داشته باشند.
به گفته نویسندگان مقاله، احتمال میرود در کف این فروچاله تودهای از سنگها وجود داشته باشد که در اثر فروریختن سقف ایجاد شده است. با این حال، ارتفاع حفره از بالای این توده سنگی حدود ۳۰۰ متر اندازهگیری شده است.
لئوناردو کرر، نویسنده اصلی مقاله و پژوهشگر رادار و سنجشازدور در دانشگاه ترنتو، میگوید این لوله گدازهای در مقایسه با نمونههای شناختهشده در زمین یا نمونههای پیشبینیشده برای مریخ، پهنتر و بلندتر است. به گفته او، ابعاد آن در بالاترین محدوده اندازههایی قرار میگیرد که دانشمندان برای ماه پیشنهاد دادهاند (و در یک مورد مشاهده کردهاند).
هنوز مشخص نیست که کشف این مجراهای زیرزمینی تا چه اندازه دیدگاه کنونی ما درباره زهره را تغییر خواهد داد، اما بیتردید گامی مهم به جلو است. به گفته کرر، تاکنون هرگز فرصت مشاهده مستقیم فرایندهای زیرسطحی در سیاره همزاد زمین را نداشتهایم.
روایتی از تحول زمینشناسی زهره
این کشف قطعهای دیگر به پازل بازسازی تاریخ زمینشناسی زهره میافزاید. اکنون میتوانیم تأیید کنیم که زهره نیز دارای غارها و حفرههای زیرسطحی است و این ساختارها میتوانند ابعادی بسیار بزرگ داشته باشند.
در دهه آینده، دانشمندان علوم سیارهای امیدوارند اطلاعات بسیار بیشتری درباره شبکه احتمالا گسترده لولههای گدازهای باستانی در زهره به دست آورند.
مأموریتهای آینده به زهره، از جمله مأموریت «Envision» آژانس فضایی اروپا و «Veritas» ناسا، که قرار است در دهه آینده انجام شوند، به سامانههای راداری پیشرفتهای مجهز خواهند بود که تصاویر با وضوح بالا تهیه میکنند و امکان بررسی دقیقتر فروچالههای کوچک سطحی را فراهم میسازند.
مأموریت Envision همچنین به رادار نفوذگر به زیرسطح (Subsurface Radar Sounder) مجهز خواهد بود که میتواند تا عمق چند صد متر در زیر سطح زهره نفوذ کند و حتی در نبود دهانههای سطحی، مجراهای زیرزمینی را شناسایی کند.
جمعبندی
به گفته استیون کین، اخترفیزیکدان سیارهای دانشگاه کالیفرنیا در ریورساید (که در این پژوهش مشارکت نداشته)، این یافتهها شواهد بیشتری ارائه میدهد که سیاره خواهر زمین از نظر زمینشناسی همچنان فعال است و به تعامل با جو عظیم خود ادامه میدهد و حتی آن را تقویت میکند. این اطلاعات برای درک سیارات هماندازه زمین و زهره که به دور ستارگان دیگر میگردند ــ و بسیاری از آنها سنی مشابه سیارات دوقلوی ما دارند ــ اهمیت فراوانی دارد.
