האם היא התנדפה לחלל? ואולי דווקא נבלעה בסלעים? ההסברים האפשריים לאחת החידות הגדולות של שכננו האדום

חדשות לבקרים אנו שומעים על חיפוש אחרי מים במאדים ועל ניסיונות לזהות חיים בכוכב הלכת האדום. החיפוש הבלתי נלאה הזה נוגע בשתי שאלות מהותיות ביותר לעצם קיומנו: איך נוצרו החיים? והאם קיומם בעולמנו הוא מקרה ייחודי? מאדים מרתק את המדענים במיוחד בהקשר הזה, מכיוון שרבים רואים בו מקרה בוחן לשאלת ייחודיותה של היווצרות החיים: האם הופעת החיים על כדור הארץ הייתה אירוע ייחודי וחד-פעמי, או שזו שאלה סטטיסטית: כלומר בתנאים המתאימים יש הסתברות מסוימת להופעת חיים. אם נגלה סימנים לחיים על מאדים, כיום או בעבר, נוכל להסיק שהיווצרות החיים אינה מקרה ייחודי שהתרחש אצלנו בלבד. 

הקו המנחה שעולה מחקר כל צורות החיים הידועות לנו הוא שכולן מתבססות על שלושה תנאים משותפים – הימצאות מים נוזליים, מקור אנרגיה ורכיבים כימיים מסוימים. ההנחה היא שאם קיים מקום שבו התנאים הללו קיימים או התקיימו בעבר לאורך זמן, ואם היווצרות החיים היא עניין סטטיסטי, אזי חיים עשויים להיווצר בו בשלב כלשהו.

ככל שאנחנו לומדים יותר על מאדים, הפאזל שנוצר מספר סיפור על כוכב לכת שהעבר שלו שונה מאוד ממצבו הקפוא כיום. תצפיות הביאו חוקרים למסקנה שאף על פי שהאטמוספרה הדלילה כיום איננה מספקת טמפרטורה ולחץ מתאימים לקיום מים נוזליים יציבים על פני השטח, בעברו הייתה למאדים אטמוספרה הרבה יותר סמיכה, שיצרה לחץ רב יותר ואפקט חממה שהעלה את הטמפרטורות על פני השטח – תנאים מתאימים למחזור מים פעיל.

הבריחה הגדולה לחלל

אם אכן מאדים היה בעבר חם ורטוב, נשאלת השאלה מה גרם לשינוי? לאן נעלמה האטמוספרה הסמיכה שלו?

באופן אינטואיטיבי, הכי קל לנו לדמיין שתהליך כלשהו הסיר את האטמוספרה. מניחים, למשל, שלכדור הארץ שלנו יש כיום אטמוספרה מפני שחלקו החיצוני של גלעין כוכב הלכת עשוי מברזל מותך, מלא בחלקיקים טעונים היוצרים שדה מגנטי רחב שמקיף את כדור הארץ בחלל. כתוצאת לוואי, השדה הזה מסיט חלקיקים טעונים שמגיעים לכיווננו מהשמש. מדענים מניחים שאלמלא כן היה זרם החלקיקים מעיף לחלל חלקיקי גז מהשכבות העליונות של האטמוספרה ומדלל אותה עם הזמן.

בהתאם לכך, אחת התיאוריות גורסת שגם לגלעין הברזל של מאדים היה בעבר חלק חיצוני מותך שיצר שדה מגנטי מגן סביב האטמוספרה שלו. ואולם מידותיו הקטנות של כוכב הלכת גרמו לגלעין הזה להתקרר מהר יותר. כשהחום אבד, הגלעין התמצק ואיתו אבד השדה המגנטי. כך הצליח זרם החלקיקים מהשמש לדלל את האטמוספרה ולשנות את האקלים המאדימי באופן יסודי.

אפשרות אחרת, שקשורה גם היא לגודלו של מאדים, היא שכוח המשיכה החלש יחסית שלו (בערך שליש מזה של כדור הארץ), אינו מספיק כדי להחזיק סביבו את הגזים ולמנוע מהם לברוח לחלל. מולקולות של גז מימן, שהוא הגז הקל ביותר, עשויות לצבור בתנועתן האקראית מהירות מספקת כדי להימלט משדה הכבידה של כוכב הלכת ולהיפלט לחלל. על פי התיאוריה, מולקולות מימן מהירות עשויות להתנגש במולקולות אחרות, כבדות יותר, להעביר להן חלק מהאנרגיה, וכך לייצר גרר שמאפשר פליטה לחלל גם של חומרים כבדים יותר, כמו מולקולות מים.

אפשרות שלישית שעשויה לתרום לבריחת גז לחלל, בצורה פחות בררנית, היא פגיעה של מטאוריט גדול בפני השטח של מאדים. לפי התיאוריה הזו פגיעות הסלעים שהגיעו מהחלל לא רק פיזרו לכל עבר סלעים ואבק בפיצוצים שיצרו, אלא גם ייצרו מספיק אנרגיה כדי לזרוק חלקיקי גז לחלל.

הדמיה: כך נראית בעיני אמן פגיעת רוח השמש המעיפה לחלל חלקיקים מהאטמוספרה של מאדים | איור: NASA
הדמיה: כך נראית בעיני אמן פגיעת רוח השמש המעיפה לחלל חלקיקים מהאטמוספרה של מאדים | איור: NASA

בליעה בבטן האדמה

עד כה סקרנו אפשרויות שמתארות איך האטמוספרה של מאדים הייתה עשויה להתנדף לחלל. אבל האם ייתכן שכוכב הלכת דווקא בלע אל קרבו חלקים ממנה?

אחד מהתרחישים האלה הוא שכאשר מאדים החל להתקרר בעקבות בריחת גז לחלל, הטמפרטורה ירדה מתחת לנקודה קריטית שממנה והלאה גזים החלו להתעבות לקרח על פני הקרקע, במנגנון המזין את עצמו. בתהליך הזה גז חממה, למשל אדי מים, קופא ומצטבר על פני הקרקע כקרח. בעקבות אובדן גז החממה נפגעת עוד יותר היכולת של האטמוספרה להחזיק חום, ולכן היא מתקררת עוד יותר. כך עוד ועוד אדי מים וגזים אחרים עשויים לקפוא ולהצטבר על פני הקרקע. בסופו של דבר נאספו רבים מחלקיקי האטמוספרה במצבורי קרח מים וקרח יבש (פחמן דו-חמצני מוצק) בקטבים של מאדים, ואולי גם במאגרים תת-קרקעיים נוספים.

תהליך אפשרי אחרון עשוי להיות שהאטמוספרה התכלתה בתהליכי הבלייה של סלעים געשיים שעל פני השטח. הכוונה היא שבבלייה הטבעית של הסלע מתרחש תהליך כימי שבו פחמן דו חמצני בתיווך מים נקשר לחלק ממרכיביו, כך נוצר מינרל חדש הדומה בהרכבו למינרל העיקרי בסלעי הגיר בכדור הארץ. לפי התיאוריה הזאת בליית פני השטח גרמה לירידה ניכרת בכמות גז הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה מכיוון שהוא נקלט בסלעים, מה שהוביל לירידה בלחץ האטמוספרי של מאדים. 

אולי כך זה נראה בעבר הרחוק? הדמיה אמנותית של מאדים בעידן החמים יותר, כשהיו מים על פניו | איור: NASA
אולי כך זה נראה בעבר הרחוק? הדמיה אמנותית של מאדים בעידן החמים יותר, כשהיו מים על פניו | איור: NASA

החיים הנסתרים של מאדים?

כדי לגלות איזה מהתהליכים הללו אכן תרם במציאות להיעלמות האטמוספרה של מאדים, מדענים משתמשים במגוון כלים. אחד מהם הוא מטאוריטים שנמצאו בכדור הארץ ומשערים שהגיעו ממאדים. המינרלים במטאוריטים כאלה עשויים לשמר בתוכם רמזים להרכב האטמוספרה של מאדים בתקופת היווצרותם. באמצעות השוואת הממצאים מהם עם מדידות שנעשות כל הזמן באטמוספרה של מאדים ועל פני השטח שלו בידי חלליות ורובוטים ששלחנו לשם, חוקרים מנסים להסיק אילו תהליכים התרחשו בעבר או ממשיכים להתרחש כיום.

מעבר למאמצים לברר אם אכן היו פעם במאדים תנאים שאפשרו חיים, ואולי אף נוצרו על פניו חיים של ממש, עולה גם השאלה אם ייתכן שאפילו כיום מסתתרים במאדים יצורים חיים מיקרוסקופיים שנאחזים בפינה מוגנת יחסית מהתנאים הקשים על פני השטח. כדי לענות על כך מתכננים להנחית בשנים הקרובות רכבי חלל חדשים על שכננו האדום.

תהיה התשובה אשר תהיה, השאלה החשובה הבאה עדיין תישאר פתוחה: האם יתאפשר בעתידו של מאדים קיום חיים של בני אדם? שאלות רבות עולות בדבר אפשרויות לשקם את האטמוספרה של כוכב הלכת ולהפוך אותו מתאים לקיום חיים אנושיים. כדי להשיב עליהן עלינו להבין קודם מדוע האטמוספרה אבדה מלכתחילה. כשנדע לענות על כך נוכל אולי לחפש דרכים ליצור אטמוספרה חדשה והפעם גם לשמר אותה.