הינך נמצא כאן

מים זורמים במאדים

01.12.2014

 
 
מדוע פני השטח הקרים והעקרים של מאדים מכילים "ערוצי זרימה", "אגני ניקוז" ו"מישורי סחף" – מאפיינים הנראים כתוצאה של זרימת מים? במחקר חדש, שפורסם באחרונה במהדורה המקוונת של כתב-עת המדעי Nature Geoscience, מציעים מדעני מכון ויצמן למדע מודל המסביר זאת: ייתכן שגופרית – אותה פלטו הרי געש עתיקים לאטמוספרה של מאדים – חיממה את האדמה למשך זמן קצר, ובכך גרמה הפשרת קרח וזרימת מים.
 
עד לאחרונה היו הסימנים - שהותירו לכאורה המים הזורמים - בגדר תעלומה, שכן הדמיות אקלימיות לא הצליחו ליצור מצב שבו הטמפרטורה היא מעל לאפס, במיוחד בראשית קיומו של הכוכב, כאשר קרינת השמש הייתה חלשה יותר מכפי שהיא כיום. ד"ר איתי הלוי ממכון ויצמן למדע, בשיתוף עם ד"ר ג'יימס הד מאוניברסיטת בראון שברוד איילנד, ארצות הברית, שיערו שייתכן כי התשובה טמונה בהרי הגעש הכבויים שעל כוכב-הלכת, וכי אותם הרי געש מילאו, אולי, תפקיד גדול יותר מכפי שסברו בעבר, בעיצוב האקלים של מאדים.
 
  ד"ר איתי הלוי. התפרצות אדירה
 
בכדור-הארץ גורמות התפרצויות הר געש – המכילות תרכובות גופרית ואפר – לקירור האקלים. אבל באטמוספרה המאובקת של מאדים, ייתכן שלהתפרצויות הייתה השפעה אחרת. המדענים מעריכים, שאותן התפרצויות נמשכו כעשור, והיו קשות ביותר – פי כמה מאות מכוחה של התפרצות הר געש ממוצעת בכדור-הארץ. משמעות הדבר היא, שכמות הגזים שנפלטו מהרי געש אלה הייתה אדירה.
 
הדמיות של התפרצות הרי געש במאדים, שביצעה קבוצת המחקר, הראו כמויות גדולות של גופרית דו-חמצנית מתערבבות באטמוספרה. במחקרים קודמים נוטרלה ההשפעה המחממת שנוצרה בעקבות זאת, הודות להיווצרותם של חלקיקי חומצה גופרתית חוסמי-שמש (שנוצרו כתוצאה מתגובות של הגופרית הדו-חמצנית באטמוספרה). ד"ר הלוי וד"ר הד הראו שבאטמוספרה מאובקת, כמו זו שקיימת במאדים, החומצה הגופרתית יוצרת בעיקר שכבות דקות מסביב לחלקיקי אבק מדברי ואבק וולקני, דבר שמדכא את ההשפעה המקררת. על-פי המודל שפיתחו המדענים, השפעת התהליך התבטאה, בסופו של דבר, בהתחממות שהספיקה כדי לאפשר לקרח להפשיר – ולמים לזרום בקווי רוחב נמוכים, במשך עשרות או מאות שנים אחרי אותן התפרצויות.

 

נשימות עמוקות

חיידקים "נושמי" גופרית, הנמצאים בקרקעית האוקיינוס וממלאים תפקיד חיוני במחזור הפחמן של כדור-הארץ, יודעים להבדיל בין ארבעת האיזוטופים היציבים של גופרית, בהתאם לתנאי הגידול שלהם. כך מראה מודל חדש שפיתחו ד"ר הלוי וד"ר בוסוול ווינג מאוניברסיטת מקגיל שבמונטריאל, קנדה.
 
המודל החדש מסביר תופעה שנצפתה בניסויים מדעיים כבר לפני עשרות שנים: תוך כדי ה"נשימה", קולטים החיידקים מסביבתם תרכובת מסוימת של גופרית, גפרה (sulfate), ומשתמשים בגופרית שבתרכובת זו כדי להניע את התגובות המטבוליות שלהם. אך מפני שהחיידקים מעדיפים ו"צורכים" גפרה המכילה את האיזוטופים הקלים, משתנה בסביבתם הקרובה היחס בין האיזוטופים "לטובת" האיזוטופים הכבדים יותר. ניסויים מגלים, כי ככל שגובר קצב ה"נשימה", כך החיידקים נעשים בררניים פחות, ולכן משפיעים פחות על יחס האיזוטופים. לעומת זאת, השפעתם על יחס זה גוברת כאשר גפרה מצטברת בסביבתם. הבנת דפוסים אלה משמשת לשיחזור התנאים הסביבתיים של העבר, על סמך ריכוז האיזוטופים השונים של גופרית בשכבות גיאולוגיות.
 
כדי להסביר את התופעה, שילבו המדענים מידע על תגובות ביוכימיות ועל נתונים סביבתיים השולטים בתהליכים המטבוליים של חיידקים צורכי גפרה, לבין ידע כימי על איזוטופים של גופרית אשר נקלטים על-ידי החיידקים בתוך תרכובות מסוימות, ונפלטים בתרכובות אחרות – בדיוק כפי שקורה כאשר אנחנו נושמים חמצן ונושפים פחמן דו-חמצני.
 
המודל החדש פותח אפשרויות רבות. בין היתר, ייתכן שאפשר יהיה להשתמש בו לשם הבנת פעילות החיידקים כיום ובעבר הרחוק. בנוסף, אומר ד"ר הלוי, "בין השאר, אפשר ליישם את המודל כדי להבין את פעילות החיידקים המייצרים גז מתאן, הגורם לתופעת החממה, שהיא אחד הגורמים בהתחממות הגלובלית".
 
תמונת לווין של אולימפוס מונס שבמאדים, הר הגעש הגדול ביותר במערכת השמש – שגובהו גדול פי שלושה מגובה האוורסט. יתכן שפליטת הגזים הוולקניים, ובמיוחד גז החממה גופרית דו-חמצנית, גרמה, לפני כארבעה מיליארד שנה, להתחממות פני השטח של כוכב-הלכת
 
 

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם