ضبطهای مربوط به زمینلرزههای مریخی یا «مارسلرزهها»، که توسط رباتی در سیاره سرخ جمعآوری شدهاند، ممکن است بالاخره راز 50 سالهای را حل کرده باشند: چرا یک نیمه از مریخ اینقدر با نیمه دیگر متفاوت است.
از دهه 1349، محققان متوجه شدهاند که مریخ به دو ناحیه اصلی تقسیم شده است. دشتهای شمالی تقریباً دو سوم از نیمکره شمالی سیاره را پوشش میدهند، در حالی که نواحی مرتفع جنوبی باقیمانده سیاره را پوشانده و ارتفاع متوسط آنها حدود 3 مایل (5 کیلومتر) بالاتر از دشتهای شمالی است. پوسته مریخ که بر روی یک لایه گدازه مشابه آنچه در درون زمین وجود دارد، قرار دارد، در نواحی مرتفع جنوبی نیز ضخیمتر است. این عدم تعادل سیارهای به نام «دوقطبی مریخی» شناخته میشود.
دو نظریه اصلی برای منشأ دوقطبی مریخی وجود دارد. یکی این است که این تقسیمبندی ناشی از یک فرآیند ناشناخته در درون سیاره است. دیگری این است که یک برخورد عظیم با یک جسم به اندازه ماه یا چندین سنگ فضایی کوچکتر سطح سیاره را بازشکل داده است. با این حال، سن سنگهای سطح مریخ نشان میدهد که هرچه علت این عدم تعادل باشد، در روزهای ابتدایی سیستم خورشیدی رخ داده است که باعث میشود تعیین علت دقیق دشوار باشد.
اما در یک مطالعه جدید که در تاریخ 7 دی 1403 در نشریه Geophysical Research Letters منتشر شد، محققان دادههای جمعآوریشده توسط کاوشگر InSight ناسا را تجزیهوتحلیل کردند. این دادهها نحوه بازتاب امواج لرزهای از مارسلرزهها را درون سیاره ثبت میکنند تا بررسی کنند که آیا شواهدی از منشأ درونی برای دوقطبی مریخی وجود دارد یا خیر.
InSight در نزدیکی مرز بین دشتهای شمالی و نواحی مرتفع جنوبی قرار دارد که به تیم تحقیقاتی این امکان را میدهد که نحوه حرکت امواج لرزهای از طریق گوشته در زیر دو نقطه مختلف را مقایسه کنند: یکی در هر طرف تقسیمبندی.
محققان در مقالهای که در The Conversation منتشر شد، نوشتند: «مقایسه این دو نقطه نشان داد که امواج انرژی خود را سریعتر در نواحی مرتفع جنوبی از دست میدهند. احتمالاً دلیل این امر این است که سنگ مذاب زیر نواحی مرتفع جنوبی داغتر از شمال است.»
آنها افزودند: «این تفاوت دما بین دو نیمه دوقطبی از ایدهای حمایت میکند که تقسیمبندی مریخ به دلیل نیروهای داخلی آن ایجاد شده است، نه به دلیل برخورد خارجی.»
منشأ درونی در مقابل برخورد خارجی
تیم تحقیقاتی بر این باور است که این تفاوت دما میتواند ناشی از فعالیتهای تکتونیکی باستانی باشد که از آن زمان از مریخ ناپدید شدهاند.
محققان نوشتند: «در یک زمان، مریخ مشابه زمین صفحات تکتونیکی متحرک داشت. حرکت این صفحات و سنگ مذاب زیر آنها میتوانست چیزی شبیه به دوقطبی را ایجاد کند که سپس زمانی که صفحات تکتونیکی متوقف شدند، ثابت شد و به آنچه که دانشمندان “لایه ایستای” داخلی سیاره مینامند، تبدیل شد.»
در این سناریو، ماگما زیر نواحی جنوبی دائماً در حال فشار به سمت پوسته است، در حالی که ماگما زیر شمال به سمت هسته سیاره فرومیرود. این همچنین میتواند توضیح دهد که چرا پوسته سیاره در جنوب ضخیمتر است.
با این حال، ممکن است هنوز زود باشد که فرضیه برخورد خارجی را رد کنیم، فرضیهای که برخی از مطالعات اخیر نشان دادهاند که ممکن است قابل قبول باشد.
محققان نوشتند: «برای پاسخ قطعی به سوال اینکه دوقطبی مریخی چه چیزی را باعث شده است، به دادههای بیشتر از مارسلرزهها و مدلهای دقیقتر از چگونگی شکلگیری مریخ نیاز داریم. با این حال، مطالعه ما قطعه جدید و مهمی از معما را آشکار میکند.»