از زمین تا مریخ: تپه‌های شنی کالیفرنیا سرنخ‌هایی از رفتار شن‌های مریخ می‌دهند

مقصد او تپه‌های شنی الگودونس در کالیفرنیا بود؛ منطقه‌ای شنی در مرز کالیفرنیا، آریزونا و مکزیک. مأموریتش: کشف رازهای سیاره مریخ با مطالعه الگوهای بیابانی زمین.

به عنوان دانشجوی تحصیلات تکمیلی در دانشگاه تگزاس A&M، برگر در حال پیشبرد پژوهشی پیشگامانه است که بین دو جهان با فاصله‌ای بیش از ۲۲۳ میلیون کیلومتر، پل می‌زند. او با مقایسه ساختار تپه‌های شنی کالیفرنیا با ساختارهای مشابه در مریخ، نخستین پایگاه داده‌ از «تپه‌های ترکیبی» (Compound Dunes) در سیاره سرخ را ایجاد می‌کند؛ کاری که می‌تواند برای مأموریت‌های انسانی آینده به مریخ بسیار حیاتی باشد.

تپه‌های الگودونس آزمایشگاهی طبیعی و ایده‌آل برای مطالعه ویژگی‌های زمین‌شناسی شکل‌گرفته با باد هستند. این ساختارها—از جمله موج‌های شنی و تپه‌ها—تنها به زمین و مریخ محدود نمی‌شوند، بلکه در سراسر منظومه شمسی یافت می‌شوند؛ از زهره و پلوتو گرفته تا قمر تیتان سیاره زحل.

برگر با استفاده از عکاسی پهپادی، تصاویر هوایی دقیق و جزئی از این تپه‌های شنی در کالیفرنیا تهیه می‌کند و آن‌ها را برای ساخت نقشه‌هایی از منطقه‌ی مورد مطالعه به‌هم می‌دوزد. سپس در پشت میز کارش، این الگوهای زمینی را در کنار تصاویر مریخی گرفته‌شده توسط دوربین Context مدارگرد شناسایی مریخ (Mars Reconnaissance Orbiter) تحلیل می‌کند.

فرآیند مقایسه شامل اندازه‌گیری ویژگی‌های کلیدی تپه‌های زمینی و مریخی است، مانند ارتفاع، شکل و فاصله میان آن‌ها. چون الگوهای آب‌وهوایی زمین، اندازه دانه‌های شن و داده‌های باد را به خوبی می‌شناسیم، این مقایسه‌ها سرنخ‌های مهمی درباره‌ی شرایط جوی، الگوهای باد و ترکیب سطح مریخ به ما می‌دهد.

شیفتگی برگر نسبت به شن‌های مریخی از زمانی آغاز شد که در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL) مشغول به کار بود. وظیفه‌اش نقشه‌برداری از موج‌های شنی در محل‌های احتمالی فرود مریخ‌نورد استقامت (Perseverance) بود؛ او باید مناطقی را مشخص می‌کرد که احتمال گیر افتادن مریخ‌نورد در آن‌ها وجود دارد. آنچه با ارزیابی خطر شروع شد، به تحلیلی ژرف‌تر انجامید: تشخیص الگوهایی که موج‌های شن در سطح مریخ شکل داده‌اند. او فهمید این الگوها داستانی از گذشته‌ی محیطی و شرایط کنونی مریخ را روایت می‌کنند.

این تجربه اولیه با سطح مریخ، برگر را به پژوهش کنونی‌اش رساند؛ جایی که تحلیل‌های تطبیقی‌اش تفاوت‌های مهمی میان زمین و مریخ آشکار می‌سازد. میدان‌های شنی مریخ پراکنده‌اند، معمولاً مقیاس کوچکی دارند و بیشتر در عرض‌های جغرافیایی بالا یا مناطق قطبی متمرکز شده‌اند—نشانه‌ای از کمبود شن در مریخ در مقایسه با بیابان‌های گسترده‌ی زمین. با این حال، با وجود تفاوت‌های بسیار میان شن‌های مریخی و زمینی، شباهت‌های کافی نیز وجود دارد تا این پژوهش معتبر و قابل اتکا باشد.

تمرکز اصلی کار برگر بر تپه‌های ترکیبی است—ساختارهایی که در آن‌ها تپه‌های کوچکتر روی تپه‌های بزرگ‌تر سوار شده‌اند. او با اندازه‌گیری بخش‌های مختلف این سازه‌ها در هر دو سیاره، می‌تواند شباهت‌ها و تفاوت‌ها را مقایسه کند تا به سرنخ‌هایی از الگوهای باد، ویژگی‌های دانه‌های شن و شرایط جوی مریخ دست یابد. شکل‌ها و الگوهای این ساختارهای تراش‌خورده با باد، نشانگرهای دقیقی از سیستم‌های بادی سیاره‌ای هستند. هر تپه‌ی شنی در واقع یک سند زمین‌شناسی از شرایط جوی زمان شکل‌گیری‌اش است؛ سندی که در میان ماسه و زمان حفظ شده است.

شناخت رفتار تپه‌های شنی مریخ فقط یک کنجکاوی علمی نیست، بلکه ضرورتی عملی برای اکتشافات انسانی آینده است. مریخ طوفان‌های گردوغبار فراوانی دارد—گاهی آن‌قدر شدید که کل سیاره را در بر می‌گیرد. درک این الگوها و ساختارهای سطحی به دانشمندان کمک می‌کند محل‌های مناسبی برای پایگاه‌های انسانی آینده انتخاب کنند؛ مکان‌هایی که در معرض خطر مدفون شدن در شن‌های روان نباشند.

برگر در حالی که به کار پیشگامانه‌ی خود ادامه می‌دهد، تنها در حال ساخت یک پایگاه داده علمی نیست، بلکه در حال ساختن پلی میان دو دنیای بیابانی است. پژوهش او نشان می‌دهد که گاهی کلید فهم مناظر بیگانه، در مأموریت‌های پرهزینه فضایی نیست، بلکه در مشاهده‌ی دقیق پدیده‌هایی است که همین‌جا روی زمین جریان دارند—اثباتی بر این‌که بیابان‌های زمین، کلید اکتشاف ایمن بشر در مریخ را در خود دارند.