ขั้วน้ำแข็งดาวอังคารและความสัมพันธ์กับแสงอาทิตย์

บนขั้วโลกของดาวอังคารนั้นมีแผ่นของน้ำแข็งและฝุ่นซ้อนกันเป็นชั้นๆ บ่งบอกว่าสภาพอากาศที่ดาวอังคารที่ผ่านมานั้นมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา

นักวิทยาศาสตร์ที่สถาบันนิลส์ บอหร์ ได้เชื่อมโยงความสัมพันธ์ระหว่างชั้นของน้ำแข็งที่ขั้วเหนือของดาวอังคารกับความเปลี่ยนแปลงของแสงอาทิตย์ที่ส่องมาถึงดาวอังคาร จนได้ทราบสภาพอากาศที่ผ่านๆมาของดาวอังคาร โดยเชื่อว่า น้ำแข็งและฝุ่นที่สะสมตัวกันเป็นชั้นๆนั้น ได้รับอิทธิพลจากความเปลี่ยนแปลงแสงอาทิตย์ที่ส่องมาถึงดาวอังคาร

ผลงานการค้นพบนี้ได้รับการเผยแพร่ในวารสารวิชาการ lcarus แล้ว

บริเวณที่ปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งบนขั้วของดาวอังคารนั้น น้ำแข็งมีความหนาหลายกิโลเมตรและประกอบไปด้วยชั้นของพืดน้ำแข็งและฝุ่นซ้อนกันหลายๆชั้น บริเวณดังกล่าวมีลักษณะเป็นเนินเขาและหุบเขาอย่างที่เราทราบมาหลายสิบปีแล้วนับตั้งแต่มียานอวกาศมาสำรวจขั้วของดาวอังคารครั้งแรก นักวิทยาศาสตร์เชื่อกันว่า การที่บริเวณนี้ประกอบด้วยหลายๆชั้นซ้อนกัน น่าจะสะท้อนถึงสภาพอากาศบนดาวอังคารในอดีตที่ผ่านมาได้ เช่นเดียวกับที่นักวิทยาศาสตร์เคยวิเคราะห์บันทึกสภาพอากาศของโลกจากการวิเคราะห์แก่นน้ำแข็งบริเวณเกาะกรีนแลนด์และทวีแอนตาร์ติกา

เนื่องจากแสงอาทิตย์ที่ส่องมายังดาวอังคารจะเปลี่ยนแปลงไปตลอดเวลาเนื่องจากแกนการหมุนรอบตัวเองของดาวอังคารเอียงไม่ต่างจากโลกมากนัก หลายปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์พยายามจะเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงแสงอาทิตย์กับการก่อตัวของชั้นต่างๆบนดาวอังคาร โดยพยายามจะดูสัญญาณการเปลี่ยนแปลงที่เป็นคาบๆในชั้นที่เราพอจะสังเกตการณ์ได้ นั่นก็คือ 500 เมตรบนสุด ซึ่งหากพบการเปลี่ยนแปลงเป็นคาบๆในลักษณะที่ว่า ก็แสดงว่าเราน่าจะบ่งบอกย้อนไปถึงการเปลี่ยนแปลงแสงอาทิตย์บนดาวองคารได้ แต่จนถึงก่อนหน้านี้ ยังไม่มีใครพบความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงแสงอาทิตย์กับชั้นบนพื้นผิวของดาวอังคารเลย

"ที่นี่ เราใช้วิธีการที่แตกต่างออกไปจากเดิมเลย เราได้พัฒนาแบบจำลองที่จำลองได้ว่าชั้นแต่ะชั้นก่อตัวขึ้นมาอย่างไร โดยอ้างอิงจากกระบวนการทางกายภาพพื้นฐาน และแบบจำลองก็ได้แสดงให้เห็นว่า มีความสัมพันธ์ระหว่างการสะสมตัวของน้ำแข็งและฝุ่น กับการเปลี่ยนแปลงแสงอาทิตย์จริง" คริสตีน ฮวิดเบิร์ด นักวิจัยฟิสิกส์น้ำแข็งที่ศูนย์ศึกษาน้ำแข็งและสภาพอากาศ สถาบันวิจัยนีลส์ บอหร์ มหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน เผย

ฮวิดเบิร์กอธิบายว่า ในแบบจำลองนั้น การก่อตัวของชั้นของผิวดาวอังคารได้รับอิทธิพลจากการเปลี่ยนแปลงแสงอาทิตย์ และชั้นที่อุดมไปด้วยฝุ่นจะเกิดจาก 2 กระบวนการคือ

1: น้ำแข็งระเหยเป็นไอมากในช่วงหน้าร้อน (เมื่อแกนดาวอังคารชี้ลง) และ

2: มีความเปลี่ยนแปลงการสะสมของฝุ่นอันเนื่องมาจากแกนดาวอังคารเปลี่ยนลักษณะการชี้

แบบจำลองดังกล่าวจัดว่าเป็นแบบจำลองที่ดูง่าย แต่มีความเป็นไปได้ทางฟิสิกส์ และสามารถใช้ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศและการก่อตัวของชั้นบนพื้นผิวของดาวอังคารได้

นักวิจัยสร้างกรอบทำงานให้กับแบบจำลองดังกล่าวเพื่อให้สามารถอธิบายการก่อตัวได้จริงเมื่อมีการสำรวจจริง และเมื่อทำการเปรียบเทียบชั้นของพื้นผิวจากแบบจำลอง กับการวัดพื้นผิวจริงๆจากภาพจากยานอวกาศความละเอียดสูงบนขั้วเหนือของดาวอังคาร นักวิจัยพบว่า แบบจำลองให้ผลลัพธ์ที่ใกล้เคียงกับความจริงอันซับซ้อนมากทีเดียว

"แบบจำลองนี้สามารถบอกถึงพื้นผิว 500 เมตรบนสุดของขั้วน้ำแข็งขั้วเหนือของดาวอังคารได้ เท่ากับว่า บ่งบอกสภาพอากาศได้ย้อนหลังถึง 1 ล้านปี และพบว่า อัตราการสะสามตัวโดยเฉลี่ยของน้ำแข็งและฝุ่นคือ 0.55 มิลลิเมตรต่อปี เนื่องจากว่าแต่ละชั้นและปริมาณการส่อแสงของดวงอาทิตย์มีความสัมพันธ์กัน ดังนั้น เราจึงบอกสภาพอากาศบนขั้วเหนือของดาวอังคารได้มากกว่า 1 ล้านปี" คริสตีน ฮวิดเบิร์ก ยืนยัน

แม้ว่าแบบจำลองนี้จะได้มาจากการเปรียบเทียบชั้นที่มีอยู่จริงในช่วงความลึก 500 เมตร แต่ก็เคยมีการศึกษาก่อนหน้านี้ที่บอกว่า ชั้นน้ำแข็งทั้งหมดและโครงสร้างภายในสามารถอธิบายได้ด้วยแบบจำลองเพียงแค่ 500 เมตรบนสุด ดังนั้น แบบจำลองนี้จึงสามารถอธิบายได้ว่า การสะสมตัวของน้ำแข็งและฝุ่นบนดาวอังคารในช่วงหลายล้านปีที่ผ่านๆมาเป็นเช่นไร

อ้างอิง: University of Copenhagen (2012, September 6). Mars's dramatic climate variations are driven by the Sun. ScienceDaily. Retrieved September 8, 2012, from http://www.sciencedaily.com/releases/2012/09/120906112603.htm

ขอขอบคุณข้อมูลจาก http://www.vcharkarn.com/vnews/154527