اكتشفت أحدث ملاحظات العلماء أن هناك زيادة غير عادية وغامضة للأوزون في الدوامة القطبية للقطب الشمالي للمريخ. في فصل الشتاء، تكون درجة الحرارة في هذه المنطقة أقل بكثير من خارج الدوامة، وينتج الليل القطبي تركيزات عالية بشكل غير طبيعي من الأوزون. أجرى فريق البحث العلمي مؤخرا عمليات رصد شتوية للدوامة القطبية في القطب الشمالي للمريخ. وأظهرت النتائج أن درجة الحرارة داخل الدوامة القطبية، من السطح إلى ارتفاع حوالي 30 كيلومترا، أقل بنحو 40 درجة مئوية عنها خارج الدوامة. نظرًا لأن القطب الشمالي لا يمكنه رؤية ضوء الشمس لفترة طويلة، فهو بارد للغاية، مما يتسبب في تكاثف كمية صغيرة من بخار الماء في الغلاف الجوي وترسبها على الغطاء الجليدي.
تم تجميع هذه الخريطة للقطب الشمالي للمريخ من الصور التي التقطها مسبار "Mars Express" التابع لوكالة الفضاء الأوروبية وتم دمجها مع البيانات الطبوغرافية من مقياس الارتفاع الليزري الذي يدور حول المريخ والذي تحمله مهمة "Mars Global Surveyor" المتقاعدة التابعة لناسا. مصدر الصورة: فريق العلوم ESA/DLR/FU Berlin/NASA MGS MOLA
وكان لهذا التغيير تأثير كبير على العمليات الكيميائية في الغلاف الجوي للمريخ. عادة، يتحلل الأوزون عندما يتفاعل بخار الماء مع الجزيئات التي تنتجها الأشعة فوق البنفسجية. ولكن عندما يختفي بخار الماء، تتوقف عملية التحلل هذه، ويتراكم الأوزون بسرعة في الدوامة القطبية.
قال الدكتور كيفن أولسن من جامعة أكسفورد في المؤتمر المشترك 2025 EPSC-DPS في هلسنكي: "درجة الحرارة في الدوامة القطبية من السطح إلى ارتفاع 30 كيلومترًا أقل بنحو 40 درجة عن الخارج. عند درجة الحرارة المنخفضة للغاية هذه، سيتكثف بخار الماء في الغلاف الجوي ويستقر، كما أن نقص بخار الماء يسمح للأوزون بالتراكم بكميات كبيرة".
الأوزون هو شكل عالي التفاعل من الأكسجين ومؤشر مهم لمعدل التفاعلات الكيميائية في الغلاف الجوي للمريخ. وأضاف أولسن: "من خلال فهم محتوى الأوزون وتغيراته، يمكننا أن نفهم بشكل أكبر تطور الغلاف الجوي للمريخ وما إذا كان المريخ يتمتع ذات يوم بطبقة أوزون واقية مثل الأرض". وتخطط وكالة الفضاء الأوروبية لإطلاق المركبة الجوالة ExoMars Rosalind Franklin في عام 2028، مع التركيز على البحث عن علامات الحياة القديمة على المريخ. ولو كان لدى المريخ طبقة أوزون تحميه من الأشعة فوق البنفسجية، لكانت فرص الحياة على المريخ قبل مليارات السنين أعلى.
الدوامة القطبية المريخية هي نتاج التغيرات الموسمية على المريخ، ويميل محور دورانه بزاوية 25.2 درجة. في نهاية الصيف في نصف الكرة الشمالي، تتشكل دوامة قطبية فوق القطب الشمالي، والتي تستمر حتى الربيع.
يوضح مخطط قياس درجة الحرارة أن درجة الحرارة داخل الدوامة القطبية الشمالية (المنطقة المميزة بالخط الأصفر) أقل بمقدار 40 درجة مئوية من درجة الحرارة خارج الدوامة. حقوق الصورة: كيفن أولسون (جامعة أكسفورد) وآخرون.
على الأرض، تتحرك الدوامة القطبية أحيانًا جنوبًا بسبب عدم الاستقرار، مما يؤدي إلى برودة الطقس عند خطوط العرض الوسطى. يتغير شكل الدوامة القطبية للمريخ أحيانًا ويتغير موقعها، مما يسمح للعلماء بدراسة بنيته الداخلية.
وقال أولسن: "يقدم القطب الشمالي المريخي حالة ليلية قطبية في الشتاء، وهي تشبه الشتاء القطبي للأرض ومن الصعب للغاية مراقبتها. ومن خلال قياس درجات الحرارة والاختلافات في التركيب داخل وخارج الدوامة، يمكننا كشف السر وراء زيادة الأوزون في الليل القطبي".
استخدم فريق أولسن مسبار ExoMars Trace Gas Orbiter التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ومجموعة كيمياء الغلاف الجوي (ACS) لتحليل الطول الموجي لضوء الشمس أثناء مروره عبر الغلاف الجوي من الجانب الآخر من الكوكب لاستنتاج خصائص وارتفاع جزيئات الغلاف الجوي. ومع ذلك، خلال الليل القطبي الشمالي، لا تشرق الشمس على الإطلاق، لذلك لا يمكن للطرق التقليدية أن تنجح ولا يمكنها اغتنام الفرص قصيرة المدى إلا عندما تتشوه الدوامة القطبية.
ولتحقيق هذه الغاية، أشار أولسن أيضًا إلى مسبار مناخ المريخ الموجود على مركبة استكشاف المريخ المدارية التابعة لناسا لتحديد ما إذا كان قد دخل إلى الدوامة القطبية من خلال انخفاض مفاجئ في درجة الحرارة. وبمقارنة البيانات من ACS وأدوات قياس المناخ، يبدو الغلاف الجوي داخل الدوامة القطبية مختلفًا بشكل كبير عن الخارج، مما يوفر أدلة قيمة لدراسة التغيرات الكيميائية في الغلاف الجوي وآليات تراكم الأوزون خلال الليل القطبي المريخي.
تم تجميعها من /ScitechDaily