الجليد تحت سطح المريخ في خطوط العرض المتوسطة بقايا صفيحة ثلجية قديمة

جليد مخفي تحت تراب المريخ

عندما تتخيل المريخ، قد تتصور صحراء جافة ومغبرة. لكن تحت تلك السطحية المغبرة في خطوط العرض المتوسطة، وجد العلماء كميات كبيرة من جليد الماء شبه النقي على عمق عشرات السنتيمترات فقط. تطرح هذه الدراسة سؤالاً بسيطاً لكنه مهم للاستكشاف المستقبلي وفهم مناخ المريخ: هل هذا الجليد المدفون هو بقايا عصر جليدي سابق على المريخ، ومنذ متى وهو مختفٍ هناك؟

أين يختبئ جليد المريخ

كشفت المركبات الفضائية عن وجود ماء تحت سطح المريخ بطرق عدة، منها قياسات النيوترون من المدار، وانعكاسات الرادار، والفوهات الناتجة عن ضربات حديثة التي تكشف مواد براقة، وملاحظات المهبط، وتغيرات درجة الحرارة السطحية عبر الفصول. توضح هذه الأدوات أن طبقة جليدية نقية نسبيًا تقع مباشرة تحت الأرض تقريبًا بين خطي عرض 40 و55 شمالًا، وحتى باتجاه خط الاستواء حتى 35 درجة. في أماكن كثيرة يقع هذا الجليد على عمق أقل من متر تحت السطح، وهو أمر مفاجئ لأن النماذج البسيطة تشير إلى أن الجليد تحت جو اليوم الرقيق والبارد يجب أن يكون مستقراً فقط أقرب كثيرًا إلى القطبين.

كيف تشكّل هذا الجليد على الأرجح

هناك طريقتان رئيسيتان يمكن أن يتجمع بهما الجليد تحت السطح. يمكن أن ينمو ببطء داخل مسام التربة بينما يتسرب بخار الماء نزولًا، أو يمكن أن يبدأ كسجادة سطحية من الثلج أو الصقيع ثم يتقلص لاحقًا تاركًا غطاءً غباريًا فوقه. الجليد في خطوط العرض المتوسطة الذي تكشفته الفوهات الحديثة يكاد يكون خالٍ من الغبار، إذ يحتوي على شوائب بأقل من اثنين بالمئة. هذا المستوى من النقاء يشير بقوة إلى أن المصدر كان تساقط ثلجي سطحي أو صقيع، تلاه فقدان بطيء للجليد إلى الجو بينما تُترك جزيئات الغبار لتكوّن طبقة عازلة. تعمل هذه الطبقة الغبارية على إبطاء هروب بخار الماء وإبقاء الجليد الكامن أبرد، مما يساعده على البقاء لفترات زمنية طويلة.

إعادة تشغيل مناخ المريخ عبر الزمن

استخدم المؤلفون نموذج مناخي متقدم للمريخ لإرجاع تاريخ الكوكب الحديث. المريخ لا يدور بثبات كما الأرض؛ فميله المحوري يتغير على مدى مئات الآلاف إلى ملايين السنين. عندما كان الميل أكبر مما هو عليه اليوم، تغير توزيع ضوء الشمس وحمل الهواء مزيدًا من بخار الماء، مما أتاح لتراكم الثلوج والصقيع في مناطق خطوط العرض المتوسطة. أجرى الفريق محاكاة مفصّلة لدرجات الحرارة والغبار وثاني أكسيد الكربون والماء على مدى الأربعة ملايين سنة الأخيرة لتقدير كمية الجليد المتراكمة، وسرعة تقلصها، والعمق الذي قد تنتهي إليه أسفل السطح مع تطور طبقة غبارية واقية.

مطابقة النماذج مع الفوهات الحقيقية

باستخدام نموذجهم، بدأ الباحثون بطبقة جليدية سطحية وُضعت على المريخ قبل نحو 630 ألف سنة، عندما كان ميل الكوكب نحو 35 درجة ويُعتقد أن صفائح جليدية في خطوط العرض المتوسطة تشكلت آنذاك. ثم سمحوا للجليد في المحاكاة بالتراجع ببطء مع تغير الظروف إلى تلك التي نراها اليوم. بالنسبة للحزام بين 40 و55 درجة شمالًا، وجدوا أن الجليد المتبقّي ينبغي أن يستقر الآن على عمق يتراوح تقريبيًا بين 20 و150 سنتيمترًا، مع تباين العمق حول الكوكب اعتمادًا على خصائص الأرض والمناخ المحلي. تتوافق هذه الأعماق المتوقعة جيدًا مع المواقع التي كشفت فيها ضربات الفوهات الحقيقية عن الجليد ومع الأماكن التي تشير فيها قياسات النيوترونات المدارية إلى ماء ضحل. عندما اختبروا زمن بدء أقدم بكثير، نحو 4.18 مليون سنة مضت، لم تعد الأعماق المتوقعة تتطابق مع الملاحظات بنفس الدرجة.

ما يعنيه هذا للمريخ اليوم

تخلص الدراسة إلى أن الجليد المدفون في خطوط العرض المتوسطة على المريخ يُفسّر على أفضل نحو بأنه بقايا لصفيحة جليدية سطحية أَثخنت فيما مضى تشكّلت قبل أقل من أربعة ملايين سنة والأرجح قبل نحو 630 ألف سنة. ومنذ ذلك الحين تقلصت الصفيحة الجليدية ببطء، بينما تكاثرت الغطاءات الغبارية ودفت الجليد المتبقّي إلى أعماق أعمق، مما أبطأ بشكل كبير المزيد من الخسارة. هذا يعني أن الجليد الذي نكشفه اليوم هو بقايا مباشرة لعصر جليدي مريخي حديث ويعمل كسجل طبيعي للمناخ السابق. وللمستكشفين المستقبليين، فهو أيضًا مصدر واسع الانتشار ومتاح نسبيًا للماء يقع مباشرة تحت تربة المريخ.

الاستشهاد: Vos, E., Forget, F., Lange, L. et al. The Martian mid-latitude subsurface ice is the remnant of a past ice sheet. Commun Earth Environ 7, 412 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03418-x

الكلمات المفتاحية: جليد المريخ, الماء تحت السطح, مناخ المريخ, ميل محوري كوكبي, برمود المريخ في خطوط العرض المتوسطة