چرا کره زمین به سرنوشت دردناک مریخ دچار نشد؟

چرا با گذشت این همه سال در بین سیاره‌های منظومه شمسی تنها زمین قابل سکونت ماند و به سرنوشت سیاره مریخ دچار نشده است؟

با توجه به مشاهدات پیشین که توسط ماهواره‌ها و مریخ‌نوردان به ثبت رسیده‌اند، می‌توان نتیجه گرفت که سیارهٔ سرخ مریخ زمانی پوشیده از لایه‌ی غلیظی از گازها بوده که امکان حضور آب مایع بر سطح این سیاره را فراهم می‌کرده‌ است. به‌علاوه، تصاویر ماهواره‌ای که از سنگ‌ریزه‌ها در سطح این سیاره تهیه شده بود، نشان می‌داد روزی در این سیاره جریان آب وجود داشته است. اما اکنون فشار هوای مریخ کمتر از یک درصد زمین است، یعنی اگر آب مایع را روی سطح سیاره مریخ جاری شود می‌جوشد، بخار می‌شود یا یخ می‌بندد.

امروزه، سیاره مریخ با دارا بودن شرایطی خاص از حیات، جذابیت‌ زیادی برای فضانوردان و دانشمندان حوزه هوا فضا دارد، اما قطعا این سیاره اکنون جایی نیست که از حضور بشر استقبال کند. از اتمسفر نازک و پر از دی اکسید کربن این سیاره گرفته تا دمای در حد انجماد آن و تمام تشعشعات محیطی، سیاره مریخ در حال حاضر برای ادامه حیات بشر مکانی کاملا غیر مناسب است.

حال نکته اینجاست که مریخ و زمین زمانی بسیار شبیه به یکدیگر بودند و امکان حیات در هر دوی آن‌ها وجود داشت. اما این دو سیاره در طول زمان به مکان‌های بسیار متفاوتی که امروزه می‌توانیم مشاهده کنیم تبدیل شده‌اند. اکنون، محققان به سرنخ‌هایی دست یافته‌اند که چگونه زمین از تبدیل شدن به یک سیاره بایر متروک مانند مریخ اجتناب کرده است.

میدان مغناطیسی، دلیل اصلی وجود حیات در زمین

در واقع راز جان سالم به در بردن زمین از تبدیل به مکانی غیر قابل سکونت، جایی درون خود این سیاره قرار دارد. سلاح مخفی زمین که آن را برای زندگی میهمان نواز می‌کند، میدان مغناطیسی آن است که از حیات روی زمین در برابر تشعشعات خطرناک کیهانی محافظت می‌کند. با این حال، قدرت میدان مغناطیسی زمین در حدود 565 میلیون سال پیش به شدت کاهش یافت و به تنها 10 درصد از قدرت امروزی آن (از طریق دانشگاه روچستر) رسید.

نیروی جاذبه زمین

خوشبختانه اوضاع با روال کاهشی ادامه نیافت و این میدان قبل از انفجار کامبرین، زمانی که طیف گسترده‌ای از گونه‌های جانوری جدید در یک دوره زمانی کوتاه ظهور کردند، قدرت خود را بازیافت. تاکنون اینکه چرا و چگونه میدان مغناطیسی قدرت خود را بازیافته است، یک پرسش بی‌پاسخ باقی مانده بود، اما به‌تازگی دانشمندان دانشگاه روچستر در یک تحقیق جدید، سرنخ‌هایی در مورد دلیل این موضوع به دست آورده‌اند.

تقویت میدان مغناطیسی سیاره زمین تقریباً همزمان با تشکیل هسته جامد داخلی آن اتفاق افتاد و به نظر می‌رسد این دو رویداد به هم مرتبط باشند. جان تاردونو، یکی از نویسندگان مقاله تحقیقاتی، گفت: «هسته داخلی در تقویت دوباره میدان مغناطیسی زمین نقش کلیدی داشته است. درست قبل از شروع رشد هسته داخلی، میدان مغناطیسی در نقطه فروپاشی قرار داشت، اما به محض اینکه هسته داخلی شروع به رشد کرد، میدان مغناطیسی دوباره تولید شد.»

به دنبال یافتن اسرار پنهان شده در سنگ‌های باستانی

دانشمندان می‌دانند که میدان مغناطیسی زمین توسط هسته بیرونی سیاره ایجاد می‌شود؛ بدین صورت که در آن فلز مایع جریان می‌یابد و جریان‌های الکتریکی ایجاد می‌کند که سبب به وجود آمدن میدان مغناطیسی می‌شود. بنابراین آن‌ها با داشتن این اطلاعات، اکنون به چگونگی تکامل درونی سیاره علاقه‌مند شده‌اند. اما مطالعه این موضوع دشوار است.

به دلیل ارتباط بین میدان مغناطیسی با هسته زمین، دانشمندان برای چندین دهه تلاش کرده‌اند تا مشخص کنند که چگونه میدان مغناطیسی و هسته زمین در طول تاریخ سیاره ما تغییر کرده است. ولی متاسفانه آن‌ها قادر نیستند به طور مستقیم میدان مغناطیسی را به دلیل مکان و دمای شدید مواد موجود در هسته اندازه‌گیری کنند.

برای درک اینکه چگونه درون زمین در طول زمان تغییر کرده است، محققان شروع به بررسی مواد معدنی بسیار قدیمی کردند که به سطح بیرونی سیاره منتقل شده‌اند. این‌ کانی‌ها حاوی ذرات مغناطیسی هستند که هنوز اطلاعات میدان مغناطیسی سیاره را در زمانی که از مایع به سنگ جامد تبدیل شده‌اند، درون خود حفظ کرده‌اند.

محققان برای درک بهتر سن و میزان رشد هسته داخلی و تجزیه و تحلیل کانی‌ها ، از لیزر دی اکسید کربن و مغناطیس سنج دستگاه تداخل کوانتومی ابررسانا استفاده کردند. این بلورها دارای ذرات مغناطیسی کوچکی هستند که اطلاعات مربوط به میدان مغناطیسی را به طور کامل ضبط می‌کنند.

بر اساس این اطلاعات، محققان توانستند تشخیص دهند که میدان مغناطیسی حدود 550 میلیون سال پیش، یعنی 15 میلیون سال پس از فروپاشی و زمانی که هسته جامد درونی شکل گرفته، قدرت بازگشت پیدا کرده است.

به بیان دیگر، هسته داخلی هسته بیرونی را شارژ کرد و توانایی تولید میدان مغناطیسی آن را افزایش داد. تاردونو در این باره گفت: «از آنجایی که سن هسته داخلی را با دقت بررسی کرده‌ایم، می‌توانیم این حقیقت را کشف کنیم که هسته داخلی امروزی در حفظ حیات بر روی کره زمین تاثیرگذار بوده است. حرکات صفحات روی سطح زمین به طور غیرمستقیم بر هسته داخلی تأثیر گذاشته و تاریخچه این حرکات در اعماق زمین در ساختار هسته داخلی حک شده است.»

بدون بازسازی میدان مغناطیسی، سرنوشت زمین می‌توانست مانند سیاره مریخ شود که به مرور زمان میدان مغناطیسی خود را از دست داد و این موضوع آن را در برابر تشعشعات آسیب پذیر کرد. این در نهایت منجر به از دست دادن آب مریخ شد.

تاردونو گفت:

اگرچه هنوز ثابت نشده است که آیا نبود میدان مغناطیسی دلیل اصلی دچار نشدن زمین به سرنوشت سیاره مریخ است یا خیر، ولی واضح است که اگر میدان مغناطیسی زمین دوباره تولید نمی‌شد، مطمئناً زمین آب بسیار بیشتری از دست می‌داد و خشک‌تر و متفاوت‌تر از سیاره کنونی می‌شد.

بنابراین، اکنون ما باید از مکانیزم‌های درون سیاره زمین سپاسگزار باشیم که ما را از دچار شدن به سرنوشت سیاره مریخ نجات داد.