مریخ؛ سیاره‌ی سرخ

در بین تمام سیاره‌های منظومه‌ی شمسی، هیچ‌کدام به اندازه‌ی مریخ برای بشر شورانگیز نبوده‌است. نه فقط به دلیل رنگ سرخ چشمگیرش در آسمان شب، که به خاطر اینکه مریخ بیش از هر سیاره‌ی دیگری، به ما شباهت دارد!

مریخ روزهایی به طول ۲۴.۵ ساعت دارد، قطب‌هایی منجمد، فصل‌هایی مانند زمین، و آتشفشان‌هایی خاموش که بلندترین قله‌ی منظومه را ساخته‌اند. روزگاری، رودخانه‌ها و دریاچه‌ها بر سطح آن جاری بودند و شاید، روزگاری، موجوداتی ابتدایی در آب‌های آن شنا می‌کردند.

حالا مریخ جهانی خشک و سرد است، با هوایی آنقدر نازک که نفس کشیدن در آن غیرممکن است. اما هنوز نمرده است! زیر سطح یخ‌زده‌اش، آب مایع پنهان شده است. گهگاه ابرهایی در آسمان نارنجی‌اش تشکیل می‌شوند و توفان‌های غبار چنان گسترده می‌شوند که تمام سیاره را می‌پوشانند.

بشر تا کنون ده‌ها کاوشگر به مریخ فرستاده است. مریخ‌نوردها بر سطحش می‌چرخند، مدارگردها از فرازش می‌گذرند، و هر روز اطلاعات بیشتری از این همسایه‌ی شگفت‌انگیز به زمین می‌فرستند. مریخ تنها سیاره‌ای است که با کاوشگرهای خود روی آن راه رفته‌ایم، و به زودی، شاید انسان نیز بر آن گام بگذارد. در این مقاله تقریباً همه‌چیز درمورد مریخ را بررسی می‌کنیم.

نگاه اجمالی به مریخ

ساختار و ترکیبات مریخ

مریخ یک سیاره‌ی سنگی است و احتمالاً ساختاری سه لایه شامل پوسته‌، گوشته و هسته دارد.

هسته‌ی مریخ

هسته‌ی مریخ عمدتاً از آهن و نیکل تشکیل شده و دارای گوگرد بیشتری نسبت به هسته‌ی زمین است. شعاع آن حدود ۱,۸۰۰ کیلومتر تخمین زده می‌شود. مانند زمین، هسته‌ی مریخ کاملاً مایع نیست و بخشی از آن جامد است.

گوشته‌ی مریخ

گوشته‌ی مریخ از سنگ‌های سیلیکاتی، عمدتاً الیوین و پیروکسن تشکیل شده و احتمالاً حدود ۱,۵۰۰ کیلومتر ضخامت دارد. این لایه در گذشته فعال‌تر بوده و ماگمای آتشفشان‌های عظیم مریخ از آن برخاسته است.

پوسته

پوسته‌ی مریخ، ضخیم‌ترین پوسته در میان سیاره‌های سنگی منظومه است که بین 30 الی 100 کیلومتر ضخامت دارد و عمدتاً از بازالت و سنگ‌های آتشفشانی تشکیل شده. رنگ سرخ سطح آن به دلیل وجود اکسید آهن و درواقع زنگ‌زدگی است.

سطح مریخ؛ سرزمین غول‌ها

سطح مریخ ترکیبی از دشت‌های وسیع، دهانه‌های برخوردی عمیق، و شگفت‌انگیزترین عوارض طبیعی منظومه‌ی شمسی است. در این بخش به سه ویژگی برجسته از سطح سیاره می‌پردازیم.

کوه اُلَمپوس(Olympus Mons)

کوه المپوس یک آتشفشان سپری خاموش به ارتفاع ۲۱ کیلومتر است، یعنی تقریباً سه برابر بلندتر از اورست! عرض دهانه‌ی آن به ۸۰ کیلومتر می‌رسد و دامنه‌هایش چنان گسترده است که از بیرون سیاره انحنای آن مشخص است. مساحت پایه‌ی آن به اندازه‌ی کشور فرانسه است.

مریخ برخلاف زمین صفحات تکتونیکی فعال ندارد. بنابراین ماگما از یک نقطه فوران کرده و به صورت طبقه‌ای برروی ماگمای سفت‌شده‌ی قبلی انباشته شده است. در زمین، صفحات تکتونیکی فعال، آتشفشان را از منبع ماگما دور می‌کنند و رشد آن را متوقف می‌سازند، اما در مریخ این اتفاق رخ نمی‌دهد.

دره‌ی مارینر(Marineris Valles)

دره‌ی مارینر سیستمی به طول ۴,۰۰۰ کیلومتر، عرض ۲۰۰ کیلومتر و عمق ۷ کیلومتر است. این دره ۱۰ برابر طول و ۵ برابر عمق گرند کانیون(Grand Canyon) زمین است.

کشیدگی پوسته در اثر بالا آمدن منطقه‌ی تارسیس (Tharsis region) یا درواقع همان منطقه‌ای که المپوس در آن قرار دارد باعث ترک خوردن و فرو ریختن سطح شده است. به عبارت دیگر، آتشفشان‌های عظیم منطقه‌ی تارسیس و به ویژه المپوس باعث شکافتن و فروریخت بخشی از پوسته به شکل دره شدند.

هزارتوی شب(Noctis Labyrinthus)

در انتهای غربی دره‌ی مارینر و در حاشیه‌ی منطقه‌ی تارسیس، منطقه‌ای به نام هزارتوی شب قرار دارد. این منطقه شبکه‌ی درهم‌پیچیده‌ای از دره‌های عمیق و دیواره‌های تند است که الگویی شبیه به هزارتو ایجاد کرده‌اند.

این هزارتو بر اثر گسل‌خوردگی و فروکش کردن زمین در اثر تخلیه‌ی محفظه‌های ماگما در زیر سطح تشکیل شده‌اند.
فعالیت‌های آتشفشانی در منطقه‌ی تارسیس باعث کشیده شدن پوسته و ترک‌خوردگی آن شده است.

در سال ۲۰۲۴، دانشمندان مؤسسه‌ی SETI به رهبری دکتر پاسکال لی، کشف شگفت‌انگیزی را در شرق هزارتوی شب(در مرز دره‌ی مارینر) اعلام کردند. یک آتشفشان عظیم و فرسوده به ارتفاع بیش از ۹,۰۰۰ متر و عرض ۴۵۰ کیلومتر. این آتشفشان که به دلیل فرسایش شدید دهه‌ها پنهان مانده بود، کوه شب(Noctis Mons) نام گرفته و هفتمین قله‌ی مرتفع مریخ است.

اما هیجان‌انگیزتر از آن، کشف یک یخچال مدفون در دامنه آن است. آنجا منطقه‌ای به مساحت ۵,۰۰۰ کیلومتر مربع پوشیده از گنبدهای تاولی شکل وجود دارد که بر اثر برخورد مواد آتشفشانی داغ با یخ تشکیل شده‌اند. در زیر این لایه، مواد معدنی نظیر سولفات یافت شده که حاصل واکنش شیمیایی بین گدازه و یخ آب است.

ترکیب آتشفشان (منبع گرما) و یخچال (منبع آب) در این منطقه، هزارتوی شب را به یکی از امیدوارکننده‌ترین مناطق برای جستجوی حیات و اکتشافات انسانی آینده تبدیل کرده‌است.

مطالعات ژئوفیزیکی در سال ۲۰۲۵ نشان داد که این آتشفشان توسط یک ستون گوشته‌ای عظیم تغذیه می‌شده و از بازالت بسیار متخلخل تشکیل شده که حاکی از فعالیت‌های انفجاری شدید در گذشته است.

گودال مدوسا(Medusae Fossae Formation)

در امتداد استوای مریخ، سازندی به طول حدود ۱,۰۰۰ کیلومتر قرار دارد که یکی از نرم‌ترین و فرسوده‌ترین بخش‌های سطح مریخ است. این منطقه به شدت توسط باد فرسایش یافته و شکل‌های عجیبی را پدید آورده است.

بادهای شدید مریخ این منطقه را به صورت پشته‌های به‌هم‌فشرده و موازی، شبیه بدنه‌ی واژگون کشتی درآورده‌اند که یاردانگ(Yardangs) نام دارند. جهت این پشته‌ها، مسیر بادهای غالب را نشان می‌دهد.

این منطقه احتمالاً از خاکسترهای آتشفشانی‌ای که در اثر فوران‌های عظیم باستانی ایجاد شده‌اند و بعدها باد آنها را هزاران سال تراشیده  تشکیل شده‌است.

سرزمین عربی(Arabia Terra)

سرزمین عربی یکی از قدیمی‌ترین مناطق مریخ است که در نیمکره‌ی شمالی و درست در غرب منطقه‌ی مدوزا فوسه قرار دارد. این منطقه که به دوره‌ی نوآشین(Noachian)، قدیمی‌ترین دوره‌ی زمین‌شناسی مریخ، حدود ۳.۷ تا ۴.۱ میلیارد سال پیش تعلق دارد، به شدت فرسایش یافته و چهره‌ای ناهموار و پر از دهانه‌دار دارد.

علت نام گذاری این منطقه به اخترشناسی ایتالیایی بر می‌گردد که با مشاهده‌ی اثر نوری این بخش از مریخ که نسبتاً بازتاب بیشتری از دیگر بخش‌ها دارد و پرنورتر است، به یاد شبه جزیره‌ی عربستان افتاد و آن را چنین نام گذاری کرد. جالب است بدانید شبه جزیره‌ی عربستان به دلیل وجود بیابان‌های زیاد، اتفاقاً یکی از پرنور ترین مناطق زمین از جهت بازتاب است.

تصاویر با وضوح بالا نشان می‌دهند که این سرزمین از لایه‌های متعدد مواد تشکیل شده است، نه یک تکه سنگ یکپارچه . این لایه‌بندی نشان می‌دهد که مواد در دوره‌های مختلف زمین‌شناسی مختلف روی هم رسوب کرده‌اند.

در این منطقه یک دره‌ی باستانی به نام آوکاکوس(Auqakuh Vallis) وجود دارد که احتمالاً توسط آب فرسایش یافته است. کف این دره امروزه پوشیده از تلماسه‌های تاریک بازالتی است.

همچنین در سراسر سرزمین عربی، رشته‌های صاف و باریکی دیده می‌شوند که در زمین‌شناسی دایک نام دارند. این دایک‌ها در گذشته، راه‌های عبور ماگما از زیر سطح بوده‌اند و پس از فرسایش سنگ‌های نرم اطراف، همچون دیواری سنگی بر جای مانده‌اند . نمونه‌ی مشابه این ساختار بر روی زمین در شیپ راک نیومکزیکو دیده می‌شود.

یکی از جالب‌ترین پدیده‌ها در این منطقه، دهانه‌های وارونه(Inverted Crater) هستند. در مریخ، مناطقی وجود دارند که در گذشته‌های دور به دلیل رسوب گذاری در یک دهانه، و فرسایش خاک مناطق اطراف آن دهانه، تنها برجستگی تپه مانند رسوبی‌ای(که همان دهانه باشد) باقی‌مانده است

همچنین در سال ۲۰۲۴، دانشمندان شواهدی از وجود یخچال‌های طبیعی و کانی‌های متنوع در سرزمین عربی پیدا کرده‌اند که آن را به یکی از مهم‌ترین اهداف زیست-اختر شناسی تبدیل کرده است . وجود کانی‌های رسی، سولفاتی و سیلیس هیدراته در این منطقه نشان‌دهنده‌ی برهم‌کنش آب و خاک در گذشته است.

سرزمین‌های آشوب(Chaos Terrains)

سرزمین‌های آشوب در شرق شرق دره‌ی مارینر و غرب سرزمین عربی قرار دارند . این مناطق با بلوک‌های بزرگ و شکسته‌ی سنگ و صخره مشخص می‌شوند که گویی زمین زیر پایشان فرو ریخته است.

اخترشناسان معتقدند این فروپاشی عمدتاً بر اثر فعالیت‌های آتشفشانی-تکتونیکی گذشته رخ داده است. یعنی تخلیه‌ی محفظه‌های ماگما در زیر سطح و فروریختن سقف آنها. در مراحل پایانی، آب‌های گرم از شکاف‌ها به سطح رسیده و کانی‌های مرتبط با آب را در حاشیه‌ی این مناطق بر جای گذاشتند.

دشت‌های شمالی و دهانه‌های برخوردی

نیمکره‌ی شمالی مریخ کم ارتفاع و صاف است. احتمال می‌رود که این منطقه در گذشته پوشیده از یک اقیانوس بزرگ بوده‌باشد.

همچنین مریخ پر از دهانه‌های برخوردی است. چون جو نازکی دارد، بیشتر شهاب‌سنگ‌ها را نمی‌تواند بسوزاند و اغلب به آن برخورد می‌کنند. بزرگ‌ترین دهانه‌ی مریخ دشت هلاس(Hellas Planitia) به عرض ۲,۳۰۰ کیلومتر است که یکی از بزرگترین دهانه‌های برخوردی منظومه محسوب می‌شود.

سرزمین پرومته(Promethei Terra)

در نیمکره‌ی جنوبی و در حاشیه‌ی شرقی حوضه‌ی برخوردی عظیم هلاس، منطقه‌ای به نام سرزمین پرومتئیوس یا به طور مختصر، پرومته قرار دارد. این منطقه از نظر زمین‌شناسی دارای لایه‌های متعدد گدازه با ضخامت کلی حدود ۱.۳ کیلومتر است  و نیز چین‌خوردگی‌های باریکی به نام چروک‌تپه‌ها(wrinkle ridges) سطح آن را پوشانده که نشان از فشردگی خاک پس از ریختن گدازه‌ها دارد. همچنین دایک‌های راست و باریکی در آن دیده می‌شود که راه‌های تغذیه‌کننده‌ی این گدازه‌ها از اعماق بوده‌اند. 

این شواهد نشان می‌دهد که سرزمین پرومته یکی از مناطق آتشفشانی بزرگ مریخ بوده که گدازه‌های آن در دوره‌ی هسپریَن (حدود ۳ تا ۳.۷ میلیارد سال پیش) فوران کرده‌اند.

اتمسفر مریخ

جو مریخ بسیار نازک است، فقط ۰.۶٪ فشار جو زمین در سطح دریا (یعنی ۱۶۰ برابر نازک‌تر از اتمسفر زمین).

ترکیبات جو مریخ(درصد)

دما

میانگین دمای سطح حدود ۶۳- درجه‌ی سانتی‌گراد است، اما گستره‌ی آن از ۱۴۰- درجه (قطب در زمستان) تا ۲۰+ درجه (استوا در ظهر) متغیر است.

طوفان‌های غبار

مریخ به طوفان‌های غبار عظیم معروف است. گاهی این طوفان‌ها چنان گسترده می‌شوند که کل سیاره را می‌پوشانند و ماه‌ها ادامه می‌یابند. آخرین طوفان جهانی مریخ در سال ۲۰۱۸ رخ داد که باعث پایان مأموریت مریخ‌نورد آپورچونیتی یا فرصت(opportunity) و از کار افتادن آن پس از 15 سال خدمت شد.

آب در مریخ

اگرچه امروز سطح مریخ خشک و منجمد است، مدارگردها و مریخ‌نوردها شواهد قانع‌کننده‌ای از وجود آب مایع در گذشته یافته‌اند: بستر رودخانه‌های خشک، دلتاهای رسوبی، و کانی‌های رسی که فقط در حضور آب تشکیل می‌شوند.

در حال حاضر آب در مریخ عمدتاً به شکل یخ در قطب‌ها و حدوداً در عمق 1.5 کیلومتری زیر سطح وجود دارد. یخ آب در کلاهک قطبی شمال مریخ به همراه لایه‌ی نازکی از یخ دی‌اکسید کربن(یخ خشک) است و در قطب جنوب نیز ترکیب عمدتاً یخ خشک به همراه مقداری یخ آب زیر سطحی دیده می‌شود.

مریخ‌نورد کنجکاوی(Curiosity) در دهانه گیل، یک دریاچه‌ی باستانی را شناسایی کرده که عملاً همه‌ی عناصر شیمیایی و فیزیکی لازم برای حیات را داشته است. همچنین مدارگردها نشانه‌هایی از دریاچه‌های آب شور مایع در زیر یخ‌های قطب جنوب پیدا کرده‌اند.

میدان مغناطیسی

مریخ برخلاف زمین، میدان مغناطیسی جهانی(Global Magnetic Field) ندارد اما نقاطی با مغناطیس باقیمانده در پوسته‌ی خود و عمدتاً در مناطق جنوبی دارد. این نقاط یادگاری از گذشته‌های دور هستند، زمانی که مریخ دیناموی فعالی داشت. حدود ۴ میلیارد سال پیش، این دینامو به دلیل سردشدگی سریع هسته و کاهش فعالیت‌های تکتونیکی از کار افتاد و جوّ مریخ به تدریج توسط باد خورشیدی از سیاره جدا شد. البته همچنان نیز خورشید جو مریخ را می‌فرساید.

شدت برخی نقاط مغناطیسی مریخ تا ده برابر برخی نقاط پوسته‌ی زمین هم می‌رسد!

میدان مغناطیسی مریخ به دو دلیل کلی تا حد قابل توجهی تضعیف شد: اول اینکه ترکیب هسته‌ی مریخ عمدتاً از آهن، گوگرد و هیدروژن تشکیل شده است که باعث افزایش رسانایی حرارتی و در نتیجه سرد شدن سریع‌تر هسته نسبت به زمین شد. در ابتدا به دلیل مایع بودن هسته، ترکیب یکنواختی از این عناصر موجود بود. دوم به دلیل سردشدگی سریع، انرژی هسته به بیرون منتقل شده و جریان همرفتی که در هسته به دلیل گردش یکنواخت این مواد وجود داشت، از بین رفت. از بین رفتن جریان همرفت، به طور مستقیم باعث از بین رفت میدان مغناطیسی شد و فقط نقاطی با خاصیت مغناطیسی باقیمانده از گذشته بر مریخ باقی‌ ماندند.

شفق قطبی مریخ

علیرغم نبود میدان مغناطیسی جهانی اما شفق‌های قطبی در جو مریخ همچنان دیده می‌شوند. این شفق‌ها از نوع فرابنفش هستند و با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیستند.

انواع شفق در مریخ

شفق پروتونی (Proton Aurora) رایج‌ترین نوع شفق در مریخ است. این پدیده زمانی شکل می‌گیرد که پروتون‌های باد خورشیدی با هاله‌ی هیدروژنی اطراف مریخ برخورد می‌کنند. در این فرآیند، پروتون‌ها از باد خورشیدی الکترون می‌دزدند و به ذرات خنثی تبدیل می‌شوند کهباعث می‌شود بتوانند از میدان مغناطیسی ضعیف سیاره عبور کرده و در جو فرود آیند و نور فرابنفش گسیل کنند.

بر اساس مشاهدات فضاپیماها و رصدخانه‌ها، شفق پروتونی در حدود ۱۴٪ از رصدهای ما در سمت روز مریخ دیده می‌شوند و در تابستان نیمکره‌ی جنوبی نیز به بیش از ۸۰٪ می‌رسد.

نوع دوم شفق‌های مریخ، شفق گسسته (Discrete Aurora) است. این نوع شفق در نیمکره جنوبی مریخ و مناطقی که میدان مغناطیسی پوسته‌ای(مغناطیس باقیمانده) قوی‌تر است، دیده می‌شود. الگوهای این شفق‌ها بسیار متنوع است و گاهی ساختارهای مارپیچی و «سینوسی را شامل می‌شوند.

در ارتفاعات پایین جو مریخ و در نیمکره شمالی شفقی به نام شفق گسترده (Diffuse Aurora) مشاهده شده است، برخلاف انتظار اولیه که غالباً در نیمکره جنوبی دیده می‌شود.

تفاوت شفق مریخ با زمین

همچنین تحقیقات اخیر(2025) نشان داده که شفق‌های روزانه‌ی مریخ برخلاف تصور قبلی، پدیده‌ای یکنواخت نیستند، بلکه بسیار دینامیک و دارای ساختارهای دقیق هستند. این شفق‌ها نشان می‌دهند که باد خورشیدی مستقیماً به جو بالایی مریخ به صورت باران می‌بارد!

فوبوس و دیموس؛ معروف به سیب زمینی‌های مریخی

مریخ دو قمر کوچک و نامتقارن دارد که شباهت زیادی به سیارک‌ها دارند. این دو قمر توسط ستاره‌شناس آمریکایی، آساف هال(Asaph Hall)، در سال ۱۸۷۷ کشف شدند. او نام آن‌ها را از پسران خدای جنگ در اساطیر یونانی، فوبوس (ترس) و دیموس (وحشت) گرفت که البته بیشتر به سیب زمینی شباهت دارند تا ترس و وحشت!

۱. فوبوس (Phobos)، قمر در حال سقوط

سطح فوبوس پر از شیارهای موازی است. اخترشناسان معتقدند این شیارها ناشی از تنش‌های گرانشی مریخ هستند که قمر را می‌کشند(نیروهای جزر و مدی) که نمونه‌ی مشابه آن در اروپا از اقمار گالیله‌ای مشتری دیده می‌شود.
همچنین یک دهانه‌ی برخوردی بزرگ به نام استیکنی (Stickney) به قطر ۹ کیلومتر (حدود نصف عرض خود قمر) در سطح آن وجود دارد. این برخورد می‌توانسته فوبوس را تقریباً متلاشی کند.

فوبوس به سمت مریخ در حال سقوط است: هر قرن حدود ۱.۸ متر به مریخ نزدیک‌تر می‌شود.
ظرف ۲۰ تا ۵۰ میلیون سال دیگر، فوبوس آنقدر به مریخ نزدیک می‌شود که از حد روچ یا روش (Roche limit) عبور می‌کند. در آن نقطه، نیروهای جزر و مدی مریخ از نیروی گرانشی خود قمر بیشتر می‌شود و فوبوس یا خرد می‌شود و به حلقه‌ای از غبار و سنگ تبدیل می‌گردد، یا به طور متلاشی شده بر سطح مریخ سقوط می‌کند.

۲. دیموس (Deimos)، قمر درحال صعود

سطح دیموس بسیار صاف‌تر از فوبوس است و شیارهای بزرگ مشابه آن را ندارد. دلیل آن احتمالاً دورتر بودن از گرانش مریخ و کمتر بودن تنش‌های جزر و مدی است.

دیموس برخلاف فوبوس به دلیل قرار گرفتن فراتر از مدار همگام (Synchronous Orbit) سیاره، به تدریج از مریخ دور می‌شود. مشابه ماه خودمان.

هنوز توافق قطعی بر سر منشأ این دو قمر وجود ندارد ولی دو نظریه‌ی اصلی مطرح است:

1. سیارک‌های اسیرشده (نظریه رایج‌تر):
   فوبوس و دیموس ممکن است سیارک‌هایی از کمربند اصلی باشند که توسط گرانش مریخ به دام افتاده‌اند. شباهت طیفی آن‌ها به سیارک‌های نوع D (تیره و کربنی) این نظریه را تقویت می‌کند.
   
2. بازماندگان یک برخورد عظیم:
   بر اساس نظریه، یک برخورد عظیم در گذشته‌ی دور مریخ، حلقه‌ای از مواد به دور آن ایجاد کرد. این حلقه سپس به تدریج به چند قمر کوچک تبدیل شد و تنها فوبوس و دیموس از آن باقی ماندند. این نظریه می‌تواند شیارهای عجیب فوبوس را نیز توضیح دهد.

دینامیک مداری و تأثیر آن بر اقلیم مریخ

مریخ از نظر دینامیک مداری، عجیب‌ترین سیاره‌ی زمین‌سان منظومه است. برخلاف زمین که مدارش تقریباً دایره‌ای و انحراف محوری‌اش پایدار است، مریخ رفتاری آشوبناک و پیچیده دارد که تأثیر مستقیمی بر اقلیم و تاریخچه‌ی آن گذاشته است.

مدار بیضوی؛ فصول نامساوی

خروج از مرکز مداری(Eccentricity) مریخ حدود ۰.۰۹۳ است.یعنی مدار آن به طور محسوسی بیضی‌تر از مدار زمین (۰.۰۱۷) است. این یعنی مریخ در بعضی از فصل‌ها بسیار به خورشید نزدیک‌تر و در بعضی دیگر بسیار دورتر است.

نتیجه‌ی این بیضویت مدار، فصل‌هایی با طول و شدت متفاوت است:

تفاوت بین بلندترین فصل (بهار شمالی) و کوتاه‌ترین فصل (پاییز شمالی) بیش از ۵۰ روز است! این در حالی است که در زمین، حداکثر اختلاف فصل‌ها فقط چند روز است.

پیامدهای عدم تقارن فصلی:

• تابستان‌های نیمکره‌ی جنوبی کوتاه و داغ هستند چون مریخ در آن زمان به خورشید نزدیک است.
• تابستان‌های نیمکره‌ی شمالی بلند و معتدل هستند (چون مریخ در آن زمان از خورشید دور است.
• کلاهک قطبی جنوب عمدتاً از یخ خشک تشکیل شده، چون هرگز به اندازه کافی گرم نمی‌شود تا تمام یخ دی‌اکسید کربن آن تصعید شود

مهم‌ترین و شگفت‌انگیزترین ویژگی مدار مریخ، ناپایداری انحراف محوری آن است.

مریخ به دلیل نداشتن قمری بزرگ مانند ماه، در طول میلیون‌ها سال دچار نوسانات شدید انحراف محوری می‌شود. این نوسانات که دوره‌هایی حدوداً ۱۲۰,۰۰۰ ساله دارند، تأثیر عظیمی بر اقلیم سیاره گذاشته‌اند.

در دوره‌هایی که انحراف محوری زیاد بوده، مثلاً بیش از ۴۰ درجه، قطب‌ها بسیار بیشتر از امروز در معرض نور خورشید قرار داشتند. بنابراین در آن دوره‌ها، یخ‌های قطبی تصعید شده و جو ضخیم‌تری ایجاد می‌کرده‌اند.
جو ضخیم‌تر به معنای فشار بالاتر و گرمای بیشتر بوده، شرایطی که آب مایع می‌توانسته روی سطح جاری باشد!

به همین دلیل است که محققان معتقدند مریخ در گذشته‌های دور (حدود ۳.۵ تا ۴ میلیارد سال پیش) آب مایع فراوانی داشته است. مدار آشوبناک مریخ، این سیاره را در دوره‌هایی به مکانی گرم و مرطوب و احتمالاً مطلوب برای زندگی تبدیل کرده بود.

کاوش‌های فضایی مریخ

مریخ کاوش شده‌ترین سیاره‌ی منظومه پس از زمین است. تا کنون حدود ۵۰ مأموریت به سمت مریخ فرستاده شده که تنها نیمی از آنها موفق بوده‌اند.

جدول مأموریت‌های مهم

آینده‌ی مریخ‌کاوی؛ انسان در مریخ؟

مریخ به عنوان سیاره‌ای که شواهدی از حیات در گذشته و مکانی که پتانسیل‌هایی برای ایجاد حیات دارد، شاید بتواند تا حدی خانه‌ی دوم ما شود.

ناسا برنامه‌ی آرتمیس برای بازگشت به ماه را درواقع به عنوان پله‌ای برای رفتن به مریخ دنبال می‌کند. اسپیس‌ایکس نیز قصد دارد انسان را در اوایل دهه‌ی ۲۰۳۰ یا نهایتاً تا 2050 به مریخ بفرستد.
البته سفر انسان به مریخ بی‌خطر نخواهد بود. سفر به مریخ حداقل 6 الی 9 ماه طول خواهد کشید و این یعنی در تمام این مدت فضانوردان در معرض تشعشعات فضایی خطرناک قرار می‌گیرند. همچنین جو نازک مریخ نمی‌تواند سرعت فضاپیما را برای فرود به خوبی کاهش دهد و احتمالاً فرود راحتی نخواهد بود. مصرف انرژی افرادی که در مریخ ساکن می‌شوند نیز بسیار بالا خواهد بود؛ چرا که مریخ نشینان اولیه برای تولید آب، اکسیژن و گرمای مورد نیاز خود باید انرژی زیادی مصرف کنند.

حیات در مریخ

آیا در مریخ حیات وجود داشته است؟ احتمالاً کهن‌ترین و بنیادی‌ترین سؤال در عصر کاوش‌های فضایی درباره‌ی مریخ، همین یک سؤال است. اگر پاسخ مثبت باشد، حتی اگر فقط یک میکروب ساده که ۳.۵ میلیارد سال پیش مرده باشد بر آن بیابیم، آنگاه می‌دانیم که حیات در کیهان پدیده‌ای نادر نیست. اگر پاسخ منفی باشد، زمین حداقل با دانشی که ما داریم، واقعاً خاص و بی‌همتا خواهد بود.

آب مایع اولین شرط حیات است. و مریخ پر از شواهد وجود آب در گذشته است. بستر رودخانه‌های خشک، دلتاهای رسوبی، کانی‌های رسی که فقط در آب تشکیل می‌شوند همگی در مریخ قابل مشاهده هستند.

مریخ‌نورد کنجکاوی در دهانه‌ی گیل(Gale Crater) بقایای یک دریاچه‌ی باستانی را شناسایی کرده که همه‌ی عناصر شیمیایی لازم برای حیات، نظیر کربن، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن، فسفر و گوگرد را داشته است.

کنجکاوی و پشتکار هر دو مولکول‌های آلی پیچیده‌ای را در سنگ‌های مریخ پیدا کرده‌اند. وجود مولکول‌های پیچیده به تنهایی به معنی وجود حیات نیست زیرا مولکول‌های آلی می‌توانند از فرآیندهای غیرزیستی نیز ایجاد شوند، اما یکی از شروط لازم برای وجود حیات را تأمین می‌کنند.

مریخ‌نورد کنجکاوی به طور متناوب متان را در جو مریخ شناسایی کرده است. متان روی زمین عمدتاً توسط میکروب‌ها و البته فرآیندهای زمین‌شناختی تولید می‌شود.

نکته‌ی عجیب اینکه متان مریخ فصلی است. در تابستان بیشتر می‌شود و در زمستان کاهش می‌یابد. این نوسان فصلی می‌تواند نشانه‌ای از منشأ بیولوژیک باشد، مثلاً میکروب‌هایی وجود داشته باشند که در تابستان فعال‌تر می‌شوند. اما هنوز شواهد قطعی‌ای پیدا نشده‌است.

نخستین و تنها آزمایش‌های مستقیم جستجوی حیات روی مریخ توسط وایکینگ انجام شد. نتایج آن متناقض بود: برخی آزمایش‌ها نشانه‌هایی از متابولیسم را نشان دادند، اما هیچ ماده‌ی آلی‌ای پیدا نشد.

البته امروز می‌دانیم که آزمایش وایکینگ برای تشخیص مواد آلی مریخی مناسب نبوده است. چون پرکلرات‌های موجود در خاک مریخ که وایکینگ از آنها خبر نداشت می‌توانستند مواد آلی را هنگام گرم کردن نمونه بسوزانند!

اگر مریخ امروز هم حیات داشته باشد، احتمالاً دریاچه‌های آب شور زیر یخ‌های قطب جنوب، آبفشان‌هایی که هنوز گرم هستند و غار‌های مرطوب و با دمای مناسب از گزینه‌های اصلی حیات باشند. رادار مارسیس(MARSIS) نیز از زیر یخ‌های قطب جنوب بازتاب‌هایی کشف کرده که می‌تواند ناشی از آب مایع باشد.

مریخ‌نورد پشتکار در حال جمع‌آوری نمونه‌های مریخ در لوله‌های مخصوص است. مأموریت Mars Sample Return قرار است این نمونه‌ها را در اوایل۲۰۳۰ به زمین بیاورد. با آنالیز آنها در آزمایشگاه‌های مجهز زمینی، احتمالاً پاسخ قطعی به سؤال حیات را خواهیم یافت.

ولی بیایید صادق باشیم، مریخ هسته‌ی آن در حال سرد شدن است، فعالیت‌های تکتونیکی آن بسیار کم است. میدان مغناطیسی آن عملاً وجود سامان‌مند ندارد، دمای سطحی آن بسیار پایین است و اتمسفر آن نیز شدیداً نازک شده است. ضمناً، حداقل درصد اکسیژن مورد نیاز برای انسان در اتمسفر حدود 17 درصد است، این در حالی است که مریخ تنها 0.13 درصد اکسیژن در اتمسفر خود دارد و کربن‌ دی اکسید آن نیز بسیار زیاد است(%95). همزمان مریخ هر از گاهی دچار توفان‌های فصلی شدید نیز می‌شود. خاک مریخ برای کشاورزی اصلاً مناسب نیست و بسیار شور است. اگر بشر بتواند به نحوی در مریخ ساکن شود، مصرف انرژی او در مریخ بسیار زیاد خواهد بود، به حدی که احتمالاً چند ماه بیشتر دوام نخواهد آورد. اما با تمام این مشکلات، مریخ همچنان در تمام منظومه دومین سیاره‌ای است که پتانسیل حیات دارد. ضمن اینکه می‌توانیم احتمال قوی بدهیم که مریخ حداقل در گذشته شکل ابتدایی‌ای از حیات را داشته است.

در حال حاضر ما در مریخ به دنبال نشانه‌های قطعی از وجود حیات در گذشته‌ی مریخ می‌گردیم.
پیش از اینکه انسان به مریخ برود، محققان باید مطمئن شوند مریخ‌نوردهای ما آلوده به میکروب‌های زمینی نیستند. در غیر این صورت، شاید روزی فسیلی از یک میکروب در مریخ پیدا کنیم، اما ندانیم آیا واقعاً مریخی بوده یا از زمین با خودمان برده‌ایم!

رصد مریخ از زمین

مریخ با چشم غیرمسلح به صورت نقطه‌ای نارنجی – قرمز در آسمان شب دیده می‌شود. بهترین زمان برای رصد، هنگام مقابله(Opposition) است. زمانی که زمین دقیقاً بین خورشید و مریخ قرار می‌گیرد. این رویداد هر ۲۶ ماه یکبار رخ می‌دهد و در آن زمان مریخ به کمترین فاصله از زمین می‌رسد (حدود ۵۵ تا ۱۰۰ میلیون کیلومتر)، تمام شب در آسمان است و درخشان‌ترین حالت خود را دارد. مقابله‌های ویژه هر ۱۵-۱۷ سال یکبار اتفاق می‌افتند که مریخ بسیار نزدیکتر است مثلاً سال ۲۰۰۳ نزدیکترین مورد در ۶۰,۰۰۰ سال اخیر بود! با یک تلسکوپ ۶۰ تا ۸۰ میلی‌متری می‌توان کلاهک‌های قطبی سفید و لکه‌های تیره‌ی سطح مریخ را مشاهده کرد. نکته‌ی جالب اینکه مریخ هرگز فاز کامل (۱۰۰٪ روشن) را نشان نمی‌دهد و حداکثر به ۹۰٪ روشنایی می‌رسد، زیرا مدار آن خارج از مدار زمین قرار دارد. برای رصد بهتر، از فیلتر زرد یا نارنجی استفاده کنید و در شبی با جو آرام رصد کنید.

مریخ همچنین مصداق خوبی برای پدیده‌ای به نام حرکت رجعی است. حرکت رجعی یا برگشتی، حرکتی است که در آن، سیاره از نگاه زمینی به جای این‌که در طول یک سال مسیری کاملاً از شرق به غرب را طی کند، در بعضی شب‌ها عقب گرد دارد و انگار به سمت غرب حرکت کرده، علت این پدیده کوچک‌تر بودن مدار زمین از مریخ است که باعث می‌شود زمین از مریخ جلو بزند و از دید ما مریخ عقب برود. تصویر زیر این پدیده را بهتر بیان می‌کند:

نتیجه

مریخ همسایه‌ی سرخ ماست؛ سیاره‌ای که احتمالاً روزگاری آبی بود، رودخانه داشت، دریاچه داشت، شاید حتی حیات در آب‌هایش پرسه‌ می‌زد. امروز، آن جهان پرآب به بیابانی خشک و سرد تبدیل شده، جوی نازک برایش مانده که به سختی می‌توان در آن نفس کشید، میدان مغناطیسی‌اش فروریخته، و توفان‌های غبار گهگاه چنان بزرگ‌ می‌شوند می‌شوند که تمام آسمان نارنجی‌اش را می‌پوشانند.

اما هنوز نمرده است.

زیر یخ‌های قطبی‌اش، آب مایع پنهان شده. کاوشگران ما بر سطحش راه می‌روند، مدارگردها از فرازش می‌گذرند، و هر روز، یکی از رازهای دیرینه‌اش را فاش می‌کنند. شاید در آینده‌ی نه چندان دور، اولین انسان بر خاک سرخ آن گام بگذارد بگوید:«این گامی کوچک برای یک مرد، و قدمی بزرگ برای بشریت است!». او نه به عنوان مهمان، که به عنوان نخستین شهروند یک سیاره‌ی دیگر این را می‌گوید.

و شاید مهم‌تر از آینده، گذشته‌ی مریخ است.

اگر آن میکروب کوچک و ساده‌ی ۳.۵ میلیارد سال پیش را پیدا کنیم، همان میکروبی که شاید در دریاچه‌ی دهانه‌ی گیل شنا می‌کرد می‌فهمیم که حیات در کیهان اگرچه پدیده‌ای شگفت‌انگیز، اما نه چندان نادر است. و اگر هم هیچ‌گاه چیزی پیدا نکنیم، پس شاید زمین واقعاً خاص و بی‌همتا خواهد بود؛ الماسی کمیاب در اقیانوس بی‌کران کیهان.

مریخ فقط یک سیاره نیست. مریخ درسی است درمورد آسیب‌پذیری، درمورد آنچه از دست می‌رود، و البته درمورد امیدی که هرگز خاموش نمی‌شود. تا آن روز، مریخ همچنان با رنگ سرخ منحصربه‌فردش در آسمان می‌درخشد، نه فقط به عنوان یک سیاره، بلکه به عنوان آینه‌ای برای آنچه می‌توانست برای زمین اتفاق بیافتد، و نویدی برای آنچه بشر می‌تواند به دست آورد.