توسط دانشمند ایرانی صورت گرفت

تائید وجود آب در مریخ با مدلهای ریاضی و فیزیک

تائید وجود آب در مریخ با مدلهای ریاضی و فیزیک

به گزارش راستابلاگ دانشیار دانشکدگان علوم دانشگاه تهران موفق شد به کمک مدلهای ریاضی و فیزیک فرضیه وجود آب در سیاره مریخ را تایید و نظریه ای برای میزان سطح آب در این سیاره عرضه نماید که با دیگر شواهد تازه بر روی مریخ همخوانی دارد.


به گزارش ایسنا، دکتر عباس علی صابری، عضو هیئت علمی دانشکده فیزیک دانشگاه‌ هران، در سخنرانی علمی خود با عنوان «نظریه ای برای سطح آب اقیانوس بر روی مریخ در گذشته های دور» با اشاره به اینکه میتوان به کمک مدل به دست آمده بر روی زمین درباره مریخ(شبیه ترین سیاره به زمین و جایگزین آن) هم نظریه داد، اظهار نمود: تحلیلی مشابه توپوگرافی زمین برای سیاره مریخ هم انجام و دیده شد سطح اقیانوس و آب ها در مریخ در ۴ میلیارد سال پیش در ارتفاع ۱۴۰۰ متر (نسبت به صفر روی مریخ) قرار داشته است که با بهره گیری از اثرات آن در توپوگرافی و... بدست آمده اند.
وی با اشاره به اینکه در ابتدای طرح این نظریه، شماری از دانشمندان با آن مخالفت می کردند، اظهار داشت: چون معتقد بودند وجود این حجم از آب در مریخ منطقی نیست، این در حالیست که الان تغییر نظر داده اند که این نظریه می تواند صحیح باشد چون نمی تواند همه آب مریخ یک دفعه تبخیر و از اتمسفر خارج شده باشد. چون با بررسی نسبت آب سنگین به آب معمولی(آب سنگین برخلاف آب معمولی یک هیدروژن و یک دوتریوم دارد) میتوان اطلاعاتی درباره نحوه فرار آب در مریخ به دست آورد.
دانشیار دانشکده فیزیک دانشکدگان علوم دانشگاه تهران در توضیح نسبت آب سنگین، گفـت: آب سنگین برخلاف آب معمولی که دو عنصر هیدروژن دارد شامل یک هیدروژن و یک دوتریوم است، از نظر ساختار اتمی، هیدروژن H یک پروتون دارد، ولی دوتریوم D یک پروتون و یک نوترون دارد. ازاین رو فرمول شیمیایی آب سنگین HDO و فرمول شیمیایی آب معمولی H۲O است که البته در سطح کره زمین میزان آب سنگین ناچیز است.
دانشیار دانشکدگان علوم دانشگاه تهران با اشاره به اینکه اندازه گیری سطح آب اقیانوس در روی مریخ نیازمند اطلاعات لوکال و محلی در سطح این سیاره است، اضافه کرد: اما من توانستم به کمک توپوگرافی این اطلاعات را بدست آورم.
دکتر صابری افزود: با بررسی نسبت آب سنگین به معمولی نتیجه گرفته اند که همه آب ها از راه تبخیر از اتمسفر مریخ فرار نکرده است، بلکه مقادیر زیادی آب در زیر پوسته کنونی مریخ محبوس است و الان با متوقف شدن تکنوتیک پلیت ها به آب های محبوس شده در زیر پوسته اجازه خروج داده نمی گردد و بر این اساس میتوان گفت میزان آبی که من بدست آورده ام، می تواند صحیح باشد.
این پژوهشگر دانشکدگان علوم دانشگاه تهران افزود: بخش دیگر متعجب کننده یافته ها برای من و اخبار دنیا این بود که این سطح آب بدون آن که از بیرون چیزی را تنظیم کنم، بدست آمده است و حجم این آب ۷۱ درصد سطح مریخ را شامل می شود که به شکلی این مورد را جهان شمول کرده است. به این مفهوم که به نظر همه سیاراتی را که آب دارند را شامل می شود (هرچند که تاکنون فقط برای دو سیاره تایید شده است).
دکتر صابری میزان آب کره زمین را ۷۱ درصد و میزان سطح خشکی های زمین را ۲۹ درصد برشمرد و اضافه کرد: درباره میزان درصد آب سطح مریخ پرسشی که پیش می آید، این است که شاید این میزان محاسبه شده تصادفی باشد، ازاین رو بر آن شدم تا میزان شانس را محاسبه کنم. مدل هایی وجود دارد که توپوگرافی زمین و مریخ را طبقه بندی می کنند که از شناخته شده ترین آنها مدل سازی(شبیه سازی) بر مبنای سطوح خودشبیه فرکتالی است. برای مریخ و زمین این درصدها را محاسبه کردم و بر مبنای آن اگر نتیجه تصادفی می بود، باید مقدار این درصد حدود ۵۹ در می آمد. بنابراین اینکه این درصد ۲۹ شده است، بسیار دور از نتیجه با فرض های تصادفی است.
دانشیار دانشکده فیزیک دانشگاه تهران با تاکید مجدد بر اینکه این نتیجه(پوشش ۷۱ درصدی آب در سطح مریخ) نمی تواند تصادفی باشد، خاطرنشان کرد: این یافته می تواند خبر از شباهت بیشتر مریخ با کره زمین را بدهد.
دکتر صابری همینطور تاکید کرد که این موضوع(سطح آب اقیانوس بر روی مریخ) از مسائل چالش برانگیز در محافل علمی روز دنیا است.
وی با اشاره به اینکه در سال ۲۰۱۳ ابتدا نتایج زمین منتشر گردید و سپس در ۲۰۲۰ مطالعه بر روی سیاره مریخ انجام شد، اضافه کرد: این کار بازتاب خوبی در نشریات خارجی داشت و توسط انجمن آسترونومی آمریکا به صورت خبر ویژه برجسته شد، هم چنین خبرگزاری های اسپانیا و دانمارک این خبر را به شکل گسترده منتشر نمودند.
این پژوهشگر دانشکدگان علوم دانشگاه تهران در ادامه توضیح داد: اگر یک سیستم در نقطه بحرانی خود قرار بگیرد(خاصیت ویژه نقطه بحرانی آن است که سیستم مقیاس ناوردار است) تفاوتی نمی کند که در نقطه بحرانی با چه مقیاسی به این سیستم نگاه نماییم، سیستم در همه نقاط به هم هم بسته می شود و کوچک ترین اختلالی در جایی از سیستم در کل سیستم به سرعت پخش می شود و یک اثر بلند برد در کل سیستم می گذارد، چون در این شرایط خواص فیزیکی و ریاضی بر سیستم حاکم می شود و آنرا به سیستم دیکته می کند و سبب می شود همه نقاط سیستم و درجات آزادی سیستم به هم هم بسته شوند و همدیگر را سریع ببینند.
دکتر صابری با اشاره به اینکه پدیده های بحرانی را از دید جبری و دیدهای مختلفی چون نظریه میدان میتوان بررسی کرد، اضافه کرد: من در این بررسی از روش کاملاً هندسی بر پایه مدل تراوش بهره برده ام.
وی با اشاره به اینکه مدل تراوش یا Percolation بهترین مدل ساده ریاضی و فیزیک است که به کمک این مدل میتوان به آن پی برد، خاطرنشان کرد: فرض کنید در یک مدار ترسیم شده، بخش میانی عایق است(شبکه لانه زنبوری عایق) پس در این وضعیت لامپ خاموش است، حال بکوشیم بخش های لانه زنبوری را با قطعات رسانا پر نماییم یا مایعی رسانا در داخل آن بریزیم که بدین ترتیب از سمت پایین به بالا جریان الکتریستیه برقرار می شود.
این دانشیار دانشکدگان علوم دانشگاه تهران افزود: بدین ترتیب سمت پایین سیستم ناگهان به سمت بالا وصل می شود که به آن اصطلاحاً می گوییم «نقطه تراوش» که در آن نقطه لامپ متصل به این مدار ساده یک دفعه روشن می شود که این مورد از اتفاقات بسیار زیبا و ساده ریاضی و فیزیک است.
دکتر صابری اظهار داشت: در این بررسی به دنبال آن بودم که آیا میتوان نگاشتی میان توپوگرافی و مدل تراوش که از نظر ریاضیات ساختار آنرا می دانیم، داشته باشیم؟ تا بتواند اطلاعاتی درباره کره زمین و مریخ را در اختیار ما قرار دهد؟ پاسخ این پرسش به طرز جالبی مثبت درآمد.
وی با اشاره به اینکه در فیزیک، مفهومی به نام جهان شمولی وجود دارد، اشاره کرد: در صورت وجود نظریه ای درباره یک موضوع، در کمال تعجب دیده می شود این نظریه در فیزیک های متفاوت کاربرد دارد و حتی می تواند پیش بینی نماید. بر این اساس شاید بتوان از مدل تراوش برای طبقه بندی کلاس های جهانشمولی در ارتباط با توپوگرافی سیارات مختلف بسته به اینکه آب داشته اند یا نه، بهره برد.
این پژوهشگر دانشکدگان علوم دانشگاه تهران درباره فواید و کاربرد فیزیک در زندگی روزمره بشر اظهار داشت: با بررسی خط ساحلی و کشف تقارن های مختلف در هندسه آن میتوان به صورت دقیق مشخص کرد که اگر آلودگی نفتی یا هر چیز دیگری به این شکل در دریا ایجاد شود، هر کجا از ساحل چه درصدی از آلودگی را دریافت خواهد نمود. به این نحو مدیریت کنترل این آلودگی می تواند راحتتر و کارآمدتر باشد.
دکتر صابری با اشاره به اینکه از راه توپوگرافی زمین بدون آب میتوان آنرا برای مریخ هم بکار برد، اضافه کرد: فعالیت تکتونیک بیشترین اثر خویش را در تحولات توپوگرافی بر روی کره زمین دارد، پوسته زمین به ضخامت ۱۰۰ کیلومتر یک تکه نیست(جدا جداست) حدود ۲۰ قطعه بزرگ که سالانه ۳ تا ۱۰ سانتی متر حرکت دارند، منشا اصلی زلزله های زمین حرکات صفحات تکتونیک است.
دانشیار دانشکده فیزیک دانشکدگان علوم دانشگاه تهران اظهار داشت: براثر حرکت صفحات تکتونیک رشته کوه های زاگرس، البرز، هیمالیا و.. شکل گرفته اند، هم چنین بر اثر برخورد آنها طی میلیونها سال توپوگرافی زمین حاصل شده است، البته دیگر عوامل همچون عوامل فرسایشی هم در این زمینه دخیل هستند.
دکتر صابری در ادامه توضیح داد: عقیده بر این است اگر قاره های مختلف کنار هم گذاشته شوند، مرز آنها برهم منطبق خواهد شد که پیشنهاد می دهد که زمانی(از مرتبه چندصد میلیون سال پیش)همه خشکی ها به هم وصل بوده اند و سپس براثر حرکات تکتونیک از هم جدا شده اند و بعد از چندین میلیون سال توپوگرافی ها تغییر کرده اند.
وی با اشاره به اینکه طی میلیونها سال توپوگرافی تغییرات عمده ای داشته است، خاطرنشان کرد: یک پروپوزال آن است که این همانطور که خشکی ها متحول شده اند بهم می رسند و سطح آب دریاها تغییر می کنند.
دانشیار دانشکدگان علوم دانشگاه تهران اظهار داشت: فرض کنید توپوگرافی کل زمین را بدون هیچ آبی دارید، اما به صورت غیر مستقیم آب طی ۴ میلیارد سال اثر خویش را گذاشته است، ایده اصلی من این است که اثر آب را کشف کنم تا بر روی سیارات دیگر هم بکار بگیرم.
دکتر صابری اضافه کرد: اگر بدانیم آب دریا در سطح بحرانی است، پس تقارن های هم دیسی برقرار است که میتوان به کمک ابزارهای ریاضی برای توصیف طبیعت کنونی استفاده نمود. حتی وسایلی که در ژئولوژی ابهام دارد و همبستگی های میان آب و حرکات تکتونیک در پروپوزال ما وجود دارد.
عضو هیأت علمی دانشکده فیزیک دانشگاه تهران با اشاره به اینکه این کار برای هر سیاره ای در منظومه شمسی امکانپذیر است، اظهار داشت: اگر سیستم تکتونیک در آنجا فعال است، میتوان نقشه تقریبی از توزیع قطعات تکتونیک بر مبنای مدل ساده ما عرضه داد.
دکتر صابری اضافه کرد: الان این پرسش مطرح است برای سیاره سرخ چگونه است؟ مریخ یا سیاره سرخ پروپوزال خوبی برای جایگزینی زمین است، اما زمین قابلیت سکونت خویش را تا حدود زیادی مدیون ماهی است که مریخ فاقد آن است. مریخ دو ماه کوچک دارد که بیشتر سنگ پاره است؛ یکی به شعاع حدود ۲۲ کیلومتر و دیگری به شعاع ۱۰ تا ۱۲ کیلومتر.
وی افزود: دسته ای از دانشمندان معتقدند یک زمانی روی مریخ آب بوده است خط ساحلی به طول کیلومترها، اثرات رودخانه های بزرگ از کوه به سمت دشت ها و اثرات H۲O همگی حاکی از آنست که در مریخ آب وجود داشته است، اما ۴ میلیارد سال پیش اتفاقی افتاده و آب آن از میان رفته است.
پژوهشگر دانشکده فیزیک دانشکدگان علوم دانشگاه تهران با اشاره به اینکه معتقدم آب در سطح مریخ وجود داشته است، اضافه کرد: حتی می توانیم سطح آب را بگوییم. نتایجی از سطح زمین به دست آمده است، طول ساحل ها در مریخ نظیر زمین ۲ قله ای است، اما طول ساحل در ماه و ونوس تک قله ای است. تنها سیاره ای که شباهت بسیاری با زمین دارد، سیاره مریخ است که ۲ قله ای است یک قله برای خشکی و دیگری برای دریا و اقیانوس است.
دکتر صابری خاطرنشان کرد: در کره زمین درطی ۴ میلیارد سال آب اثر خویش را برجا گذاشته است، اما در مریخ این اثرات فریز شده است. در مریخ دو قله ای هم توپوگرافی خشکی و هم دریا داشتیم. در پاسخ به پرسش برخی که معتقدند این اتفاقات تصادفی است، میتوان گفت اگر تصادفی هم باشد، میتوان محل ارتفاعات را به صورت تصادفی تغییر داد، بعنوان مثال البرز در آفریقا، اورست در آسیا و... پس نباید فرقی کند در صورتیکه اینطور نیست.
به گزارش راستابلاگ به نقل از ایسنا، روز گذشته هم بنا بر اعلام ناسا رد پای دریاچه باستانی مریخ در تصاویر مریخ نورد "استقامت" دیده شده و تصاویر مریخ نورد "استقامت" از مریخ، شواهد بیشتری را در مورد وجود یک دریاچه باستانی در گذشته این سیاره نشان می دهند.




منبع:

1400/07/17
11:37:13
5.0 / 5
334
تگهای خبر: دانشگاه‌ , زندگی , سفر , سیستم
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۶ بعلاوه ۴