يعيد روبن وردزورث خلق جو المريخ القديم


الأيقونة التي تقرأ "علماء SN 10 لمشاهدة" و "انظر القائمة الكاملة للعلماء"

يأتي زوار قرية Drumnadrochit ، على الشاطئ الغربي لبحيرة Loch Ness الغامضة في اسكتلندا ، لمشاهدة الآثار القريبة لقلعة Urquhart أو فرصة إلقاء نظرة على وحش Loch Ness بعيد المنال. لكن عالم الكواكب روبن وردزورث ، الذي نشأ في درومنادروشيت ، قال إن النظرة غير المحجوبة للكون هي التي استحوذت على انتباهه. يقول: “هناك سماء صافية بشكل لا يصدق هناك”.

اليوم ، يعيش وردزورث على الجانب الآخر من المحيط الأطلسي. إنه باحث وأستاذ بجامعة هارفارد. لكن نظرته لا تزال مركزة على النظام الشمسي وما وراءه. من دراسة كيف يمكن أن تصبح الكواكب الصخرية أحيانًا مغطاة بالأنهار الجليدية لاستكشاف أحجام قطرات المطر الغريبة أو تفاصيل كيف يمكن للبشر أن يستقروا على كوكب المريخ يومًا ما ، تختلف استكشافات وردزورث العلمية على نطاق واسع. تميل مجموعته البحثية إلى “القيام بالكثير من الأشياء المختلفة في وقت واحد ،” كما يقول. “إذا كنت سألخصها في جملة ، فسيكون ذلك لفهم ما الذي يدفع القابلية للسكن على الكواكب عبر الزمن.”

بحث متميز

يُعرّف وردزورث قابلية الكوكب للسكن على أنها قدرته على دعم الحياة. لطالما فتنت فكرة أن الحياة يمكن أن تعيش في مكان آخر من الكون ووردزورث ، أحد محبي الخيال العلمي. بصرف النظر عن الأرض ، اكتشف علماء الفلك ما يقرب من 20 عوالمًا قابلة للسكن في الكون. من خلال البيانات التي تم جمعها بواسطة المراصد الأرضية والأقمار الصناعية والمركبات الجوالة ، يستخدم أجهزة الكمبيوتر العملاقة لبناء محاكاة للكواكب وتطور مناخاتها. يحظى المناخ باهتمام كبير لأنه يحدد ما إذا كان سطح الكوكب يمكن أن يأوي مياهًا سائلة – وهي ضرورة لجميع أشكال الحياة المعروفة.

صورة لغيوم برتقالية وبيضاء وخضراء وبنية تدور في جو كوكب المشتري
يمكن أن تطلق السحب الدوامة لكوكب المشتري ، التي التقطتها مركبة الفضاء جونو التابعة لناسا ، كرات أمونيا شبه صلبة من الترسيب. يقترح العمل الذي قام به روبن وردزورث وزميل له أن حجم قطرات المطر الغريبة هذه متماثل بغض النظر عما تتكون منه أو أي كوكب تسقط عليه.جيرالد إيششتادت / MSSS / SWRI ، JPL-CALTECH / NASA

أعاد البحث الأكثر شهرة لوردزورث بناء مناخ المريخ في وقت مبكر. تشير وديان أنهار المريخ وغيرها من الأدلة الجيولوجية إلى أن المياه السائلة الوفيرة كانت تتدفق عبر الكوكب الأحمر ، وبالتالي أصبح مناخ المريخ المبكر موضوعًا ساخنًا للعلماء الذين يبحثون عن علامات على وجود حياة فضائية. ولكن على مدى عقود ، كان أفضل ما يمكن للباحثين فعله هو بناء نماذج أحادية البعد تكافح من أجل تكرار مكونات الغلاف الجوي الرئيسية ، مثل السحب.

في عام 2013 أثناء وجودهم في مختبر الأرصاد الجوية الديناميكية في باريس ، قدم وردزورث وزملاؤه أ نموذج ثلاثي الأبعاد لمناخ المريخ المبكر، مع وجود غيوم وجو يحتوي على كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون. يقول عالم الأحياء الفلكية جيمس كاستينغ من ولاية بنسلفانيا إن هذه هي المكونات الرئيسية لدراسة كيفية انعكاس الغلاف الجوي للمريخ المبكر وحبس الحرارة.

كان وردزورث هو الشخص الذي اكتشف كيفية دمج السحب في النموذج ، وذلك بفضل مهاراته البرمجية القوية ، والتعامل مع الرياضيات والتصميم ، كما يقول كاستينغ. “لقد كان ينشر أفضل الحسابات المناخية للمريخ في وقت مبكر. لا يوجد أي شخص آخر في طريقه حقًا “.

ماذا بعد

قد تساعدنا عمليات إعادة بناء العالم الآخر في وردزورث على فهم أفضل لما إذا كانت الحياة قد ظهرت على المريخ أو في مكان آخر. يمكن أن يساعد جزء آخر من بحثه البشر في يوم من الأيام على استقرار الكوكب الأحمر.

اليوم ، معظم سطح المريخ بارد جدًا بحيث لا يحافظ على الماء السائل ، كما أن الغلاف الجوي الرقيق للكوكب يوفر حماية قليلة من أشعة الشمس فوق البنفسجية الشديدة. هذه الظروف تجعله غير مضياف للمستوطنين المريخيين المحتملين. لكن في دراسة أجريت عام 2019 ، اقترح وردزورث وزملاؤه أن صفائح السيليكا الهوائية العازلة المنتشرة فوق المناطق المغطاة بالجليد قد تجعل البقاء على قيد الحياة ممكنًا.

في الاختبارات المعملية ، طبقات من الهلام الهوائي بسماكة سنتيمترات فقط تصفية 60 بالمائة من الأشعة فوق البنفسجية الطويلة والمتوسطة وتقريباً جميع الأشعة فوق البنفسجية الأكثر خطورة ، مع السماح بمرور ضوء كافٍ لعملية التمثيل الضوئي. علاوة على ذلك ، قامت الدروع بتسخين الهواء تحتها بأكثر من 50 درجة مئوية ، مما قد يجعل المياه السائلة وزراعة المحاصيل أمرًا ممكنًا. بالنظر إلى المستقبل ، يخطط وردزورث للتحقيق في كيفية استخدام المستوطنين على المريخ للمواد البلاستيكية الحيوية أو غيرها من المواد المتجددة لتحقيق الاكتفاء الذاتي.

وخارج الكوكب الأحمر ، تنتظر الكواكب الخارجية. “ال تلسكوب جيمس ويب الفضائي بدأت للتو في جمع بيانات جديدة عن الكواكب الخارجية “، كما يقول وردزورث. يقول إن ملاحظات الأغلفة الجوية ستساعد الباحثين على اختبار الأفكار حول كيفية تطور هذه الكواكب البعيدة ومناخها. “إنه مجرد وقت مثير بشكل لا يصدق.”


هل تريد ترشيح شخص ما لقائمة SN 10 التالية؟ أرسل أسمائهم وانتمائهم وجمل قليلة عنهم وعملهم إلى sn10@sciencenews.org.



المصدر