علماء يفسرون سر السحابة العملاقة فوق بركان المريخ

توصّل علماء إلى تفسير محتمل لواحدة من أكثر الظواهر الجوية غرابة على المريخ، وهي سحابة جليدية هائلة تظهر يومياً فوق بركان أرسيا مونس، ثم تمتد لمسافة تصل إلى 1800 كيلومتر قبل أن تختفي خلال فترة قصيرة.

وتُعرف هذه الظاهرة باسم 'سحابة أرسيا مونس المستطيلة'، وقد أثارت حيرة الباحثين منذ رصدها، نظراً إلى نمط تشكلها السريع وامتدادها الاستثنائي، فضلاً عن صعوبة إعادة إنتاجها باستخدام النماذج الحاسوبية التقليدية للغلاف الجوي للكوكب الأحمر.

وتظهر السحابة خلال فصلي الربيع والخريف على المريخ، وتمتد في اتجاه الرياح فوق بركان أرسيا مونس، الذي يبلغ ارتفاعه نحو 20 كيلومتراً، في مشهد رصدته المركبات الفضائية التي تراقب الكوكب.

ما سر تشكل سحابة أرسيا مونس المستطيلة؟

واجه العلماء صعوبة في تفسير هذه الظاهرة، إذ بدت حركة السحابة وخصائصها غير متوافقة مع الآليات المعتادة لتشكل السحب. فوجودها على ارتفاعات كبيرة يطرح تساؤلات بشأن مصدر بخار الماء والظروف التي تسمح له بالتجمد، خصوصاً أن ارتفاع درجات الحرارة لاحقاً كان يفترض أن يؤدي إلى تلاشيها بطريقة مختلفة عما ترصده المركبات الفضائية.

وقال الباحث الرئيسي في الدراسة، خورخي هيرنانديز-بيرنال، عالم فيزياء فلكية وكواكب في جامعة السوربون الفرنسية، إن إعادة إنتاج السحابة في المحاكاة تطلبت إدخال آلية فيزيائية معروفة نظرياً، لكنها لم تكن متوقعة في الظروف الجوية للكواكب.

وأوضح أن إضافة هذه الآلية إلى النموذج الحاسوبي أفضت إلى نتائج تتوافق مع الشكل الفعلي للسحابة وسلوكها المرصود.

التكون النووي المتجانس وراء الظاهرة الغريبة

تشير دراسة منشورة في مجلة 'نيتشر جيوساينس' إلى أن السر قد يكمن في عملية تُعرف باسم 'التكون النووي المتجانس'، وهي آلية يمكن خلالها أن يتحول بخار الماء مباشرة إلى جسيمات جليدية دقيقة، من دون الحاجة إلى جسيمات أخرى تتكاثف حولها الرطوبة.

وعادة ما تتشكل السحب عبر عملية تُسمى التكون النووي غير المتجانس، إذ يتكاثف بخار الماء حول جسيمات صغيرة عالقة في الغلاف الجوي، مثل الغبار أو الملح أو حبوب اللقاح على الأرض. أما في الحالة التي يقترحها الباحثون لتفسير سحابة أرسيا مونس، فتتكون الجسيمات الجليدية من دون هذه النواة الوسيطة.

وأشار هيرنانديز-بيرنال إلى أن هذه الآلية تتطلب ظروفاً استثنائية، من بينها مستويات شديدة الارتفاع من الرطوبة، قد تصل إلى نحو 100 ألف ضعف الرطوبة النسبية المعتادة عند حد التشبع.

ورغم أن هذه العملية طُرحت سابقاً بوصفها احتمالاً في الطبقات العليا من الغلاف الجوي للأرض والزهرة، فإنها لم تُرصد بصورة مؤكدة في غلاف جوي كوكبي، ما يجعل تفسير السحابة المريخية موضع اهتمام علمي.

كيف يساعد بركان أرسيا مونس على تكوين السحابة؟

يرجح الباحثون أن اجتماع الغلاف الجوي الرقيق للمريخ مع الارتفاع الهائل لبركان أرسيا مونس يهيئ ظروفاً نادرة تسمح بحدوث هذه العملية.

فعندما تصطدم الرياح بالبركان وتتدفق حوله، تتولد موجة جوية قوية تدفع الهواء الرطب إلى ارتفاعات كبيرة خلال وقت قصير. ويؤدي صعود الهواء إلى تبريده بسرعة، إذ قد تنخفض درجة حرارته بنحو 30 درجة مئوية خلال عشر دقائق، بالتزامن مع ارتفاع حاد في الرطوبة.

وتوفر هذه الظروف، وفق النموذج العلمي المقترح، البيئة اللازمة لتحول بخار الماء مباشرة إلى جسيمات جليدية، فتتشكل السحابة الطويلة التي تظهر فوق البركان قبل أن تتبدد مع تغير الظروف الجوية.

ماذا يعني الاكتشاف لفهم الغلاف الجوي للمريخ؟

يمثل هذا التفسير خطوة مهمة نحو فهم سلوك السحب في الغلاف الجوي للمريخ، لكنه يسلط الضوء أيضاً على حدود النماذج التقليدية المستخدمة لدراسة الطقس على الكواكب.

فإذا دعمت الملاحظات المستقبلية هذه النتائج، فقد يضطر العلماء إلى إعادة النظر في مدى حدوث عمليات التكاثف والتجمد في البيئات الكوكبية القاسية، بما يشمل الظروف التي تتجاوز ما اعتادوا رصده على الأرض.

وتوضح هذه الظاهرة كيف يمكن للتفاعل بين تضاريس المريخ وخصائص غلافه الجوي أن ينتج أنماطا جوية غير مألوفة، فيما تبقى دراسة السحابة ومقارنتها بالمشاهدات الفضائية ضرورية لتأكيد تفاصيل الآلية المقترحة.