به یک دلیل بسیار ساده مریخ برای حیات مناسب نیست

اغلب به شباهت‌های قوی بین مریخ و زمین اشاره می‌شود؛ اما تفاوت‌هایی وجود دارند که باعث شدند یکی از سیاره‌ها برای حیات مناسب باشد و دیگری نباشد. بر‌‌‌اساس پژوهشی جدید، می‌توان مقصر این ماجرا را اختلاف اندازه‌ی این دو سیاره دانست. قطر مریخ درست ۵۳ درصد قطر زمین است (کمی بیشتر از نصف)؛ به‌همین‌دلیل، مریخ محیط مناسبی برای حفظ مواد فرار مناسب حیات، ازجمله آب نیست. کان وانگ از دانشگاه واشنگتن در سن لوییس می‌گوید:

سرنوشت مریخ از ابتدا رقم زده شد. یک سیاره‌ی سنگی برای حفظ آب کافی مناسب حیات و تکتونیک صفحه‌ای باید اندازه‌ی مشخصی داشته باشد.

گرچه تفاوت‌های زیادی بین زمین و دیگر دنیاهای سنگی منظومه‌ی شمسی وجود دارد، به‌سختی می‌توان معیارهای مناسب ظهور حیات و عوامل منع آن را برشمرد. باوجوداین، می‌توان برخی از پیش‌نیازهای حیات روی زمین را بررسی کرد. یکی از پیش‌نیازهای حیات، آب مایع است؛ در‌نتیجه شرایط مناسب برای جریان آب مایع یکی از آیتم‌های اصلی چک‌لیست سکونت‌پذیری هر سیاره است. می‌دانیم مریخ زمانی از آب سطحی برخوردار بوده است و شواهد آن را می‌توان از شهاب‌سنگ‌هایی مریخی پیدا کرد که زمانی با زمین برخورد کردند‌. باوجوداین، امروزه مریخ محیطی غبارآلود و خشک دارد و هرگونه آب سطحی روی آن به‌شکل منجمد است.

میدان مغناطیسی مریخ عامل اصلی تبدیل سیاره‌ای مرطوب به توپی خشک و غبار‌آلود است؛ اما ممکن است معیارهای دیگری مثل جاذبه‌ی سطحی در حفظ مواد فرّار نقش داشته باشند. برای مثال، جاذبه‌ی زمین ۲/۶۶ برابر جاذبه‌ی مریخ است؛ بنابراین، وانگ و پژوهشگران در حال بررسی معیارهای بیشتری هستند.

آنان با استفاده از ردیابی برای عناصر و ترکیب‌های فرّار، فراوانی عنصر نسبتا فرّار پتاسیم در اجرام مختلف منظومه‌ی شمسی را بررسی کردند. نسبت‌های ایزوتوپ پتاسیم واسطه‌ای بسیار قوی برای کاهش مواد فرّار در فضاهای داخلی سیاره‌ها هستند؛ زیرا این مواد دربرابر فرایندهای آتشفشانی و تبخیر بر‌اثر برخورد حساس نیستند. وانگ درادامه بیان می‌کند:

شهاب‌سنگ‌های مریخی، تنها نمونه‌های دردسترس برای بررسی ترکیب شیمیایی مریخ هستند. قدمت‌ این سنگ‌ها از صدهامیلیون تا چهارمیلیارد سال متغیر است و تاریخچه‌ی تکامل مواد فرّار مریخ را در خود دارند. ازطریق اندازه‌گیری ایزوتوپ‌های عناصر نسبتا فرار مثل پتاسیم می‌توانیم درجه‌ی فرسایش مواد فرّار سیاره‌های سنگی را اندازه‌گیری و آن‌ها را با دیگر اجرام منظومه‌ی شمسی مقایسه‌ کنیم.

پژوهشگران همچنین ترکیب‌های ایزوتوپی پتاسیم در ۲۰ شهاب‌سنگ مریخی را مطالعه کردند. شهاب‌سنگ‌های یادشده تا حدودی نماینده‌ی ترکیب سیلیکاتی مریخ بودند. این ترکیب‌ها بعدا با ترکیب‌های سیلیکاتی شناخته‌شده‌ی سه جرم دیگر منظومه‌ی شمسی، یعنی زمین و ماه و سیارک وستا، مقایسه شدند.

بر‌‌‌اساس نتایج، مریخ بخش بیشتر مواد فرّار خود را در طول شکل‌گیری از دست داده است؛ ولی میزان مواد فرّار آن از ماه و سیارک وستا بیشتر است که هر دو کوچک‌تر و خشک‌تر از مریخ هستند. کاترینا لادرز، دانشمند سیاره‌ای دانشگاه واشنگتن، درباره این موضوع می‌گوید:

دلیل فراوانی کمتر عناصر فرّار و ترکیب‌های آن‌ها در سیاره‌های مختلف در‌مقایسه‌با شهاب‌سنگ‌های آن‌ها پرسشی دیرینه است. همبستگی ترکیب‌های ایزوتوپی پتاسیم با جاذبه‌ی سیاره کشف برجسته‌ای است که مفاهیم کمّی مهمی درباره‌ی چگونگی و زمان جذب و از‌دست‌دادن مواد فرّار سیاره‌ها در‌بر دارد.

یکی از معیارهای تأثیرگذار بر وجود آب مایع روی سطح هر سیاره دما است که رابطه‌ی مستقیمی با نزدیکی سیاره به ستاره‌ی میزبان دارد. اگر سیاره به ستاره‌ی خود بیش از اندازه نزدیک باشد، آب‌های سطحی آن تبخیر می‌شوند و اگر بسیار دور باشد، آب‌ها منجمد می‌شوند.

همچنین، اندازه و جرم سیاره‌های فراخورشیدی را می‌توان بر‌‌اساس مقدار مسدودشدن نور ستاره و حرکت سیاره یا نوع حرکت ستاره در مدار مشترک با سیاره‌ی فراخورشیدی تخمین زد. درنتیجه، پژوهش‌ دانشمندان می‌توانند اندازه‌ی مناسب برای جریان آب مایع روی هر سیاره‌ی فراخورشیدی را تعیین کنند. وانگ درپایان می‌گوید:

اندازه‌ی سیاره‌ی فراخورشیدی به‌سادگی اندازه‌گیری‌کردنی است. بر‌‌اساس «جرم» و «اندازه» می‌توانیم بفهیم سیاره کاندید مناسبی برای حیات است؛ زیرا مهم‌ترین معیار برای حفظ مواد فرّار «اندازه» است.