เป็นครั้งแรก ! นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจพบ “น้ำค้างแข็ง” (Water frost) บริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตรของดาวอังคาร (Mars) โดยบริเวณดังกล่าวไม่น่ามีน้ำค้างแข็งคงอยู่ได้มาก่อน คาดว่าอาจเป็นเพราะวัฏจักรการแลกเปลี่ยนน้ำระหว่างพื้นผิวกับชั้นบรรยากาศที่ยังไม่เคยมีใครค้นพบ
“น้ำค้างแข็ง” (Water frost) บริเวณเส้นศูนย์สูตรบนดาวอังคาร (Mars) ที่ค้นพบใหม่นี้ ตรวจพบโดยยานสำรวจขององค์การอวกาศยุโรป (ESA) ได้แก่ ยานเอ็กโซมาร์ส เทรซ แก๊ส ออร์บิเตอร์ (ExoMars Trace Gas Orbiter : TGO) และยานมาร์ส เอ็กซ์เพรส (Mars Express)
น้ำค้างแข็ง (Water frost) ดังกล่าวอยู่ในพื้นที่ธาร์ซิส (Tharsis) ซึ่งเป็นหย่อมพื้นที่ภูเขาไฟที่กว้างใหญ่ที่สุดบนดาวอังคาร มีภูเขาไฟขนาดใหญ่ 12 ลูก รวมถึงภูเขาไฟโอลิมปัส (Olympus Mons) ภูเขาไฟลูกที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะด้วยความสูง 26 กิโลเมตร
Adomas Valantinas นักวิจัยหลังปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยบราวน์ (Brown University) ประเทศสหรัฐฯ ผู้ค้นพบน้ำค้างแข็งในครั้งนี้ กล่าวว่า “เราเคยคิดว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะมีน้ำค้างแข็ง (Water frost) ก่อตัวบริเวณเส้นศูนย์สูตรของดาวอังคาร (Mars) เนื่องจากเป็นพื้นที่ที่ได้รับแสงอาทิตย์ค่อนข้างมาก รวมถึงชั้นบรรยากาศเบาบางของดาวอังคาร จะทำให้อุณหภูมิบริเวณนี้ค่อนข้างสูงกว่าพื้นที่อื่น ไม่ว่าจะเป็นบนพื้นที่ต่ำหรือบนยอดเขา ต่างจากกรณีของโลกที่เราสามารถเห็นน้ำแข็งตามยอดเขาสูงได้ น้ำค้างแข็งแถบเส้นศูนย์สูตรของดาวอังคารจึงน่าสนใจว่ามีกระบวนการใดอยู่เบื้องหลังหรือไม่”
ทั้งนี้ น้ำค้างแข็ง (Water frost) ตามแถบเส้นศูนย์สูตรดาวอังคาร (Mars) จะปรากฏเพียงไม่กี่ชั่วโมงในช่วงดวงอาทิตย์กำลังขึ้นจากขอบฟ้า ก่อนจะระเหิดกลายเป็นไอเมื่อแสงอาทิตย์ส่องมาถึง แม้ชั้นน้ำค้างแข็งดังกล่าวจะบางมาก (หนาราว 0.01 มิลลิเมตร หรือประมาณความกว้างของเส้นผมมนุษย์) แต่ก็แพร่กระจายเป็นพื้นที่กว้างมากตามภูเขาไฟลูกต่าง ๆ และมีปริมาณน้ำมากถึง 111 ล้านลิตร (ประมาณสระว่ายน้ำโอลิมปิก 60 แห่ง) ซึ่งน้ำส่วนนี้จะแลกเปลี่ยนกันไปมาระหว่างพื้นผิวกับบรรยากาศดาวอังคารในแต่ละวัน
สำหรับพื้นที่ธาร์ซิส เป็นแหล่งของภูเขาไฟขนาดมหึมา ตั้งตระหง่านเหนือที่ราบโดยรอบบริเวณเส้นศูนย์สูตรดาวอังคาร (Mars) นอกจากภูเขาไฟโอลิมปัสแล้ว ยังมี “กลุ่มภูเขาไฟแถบธาร์ซิส” ได้แก่ ภูเขาไฟอัสครีอุส (Ascraeus Mons), ภูเขาไฟอาร์เซีย (Arsia Mons) และภูเขาไฟปาโวนิส (Pavonis Mons)
น้ำค้างแข็ง (Water frost) ที่ตรวจพบในพื้นที่ธาร์ซิสนี้ อยู่บนภูเขาไฟโอลิมปัส ภูเขาไฟอาร์เซีย ภูเขาไฟอัสครีอุส และภูเขาไฟเคราอูนิอุส (Ceraunius Tholus)
ภูเขาไฟเหล่านี้มีปากปล่องบนยอดเขาที่ยุบลึกลงไป เกิดจากช่องหินหนืด (magma chamber) ระหว่างการปะทุ ทีมนักวิจัยคาดว่าลักษณะการหมุนวนของอากาศที่แปลกประหลาดเหนือพื้นที่ธาร์ซิส อาจขับเคลื่อนให้เกิดการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศขึ้นเฉพาะบริเวณนั้นและเกิดน้ำค้างแข็ง (Water frost) ตามมา
“เมื่อกระแสลมพัดขึ้นมาตามเนินลาดของภูเขาไฟ ได้นำอากาศชื้นจากพื้นด้านล่างมายังพื้นที่ที่สูงกว่า แล้วไอน้ำในอากาศได้ควบแน่นกลายเป็นน้ำค้างแข็ง (Water frost) ตามยอดเขา” Nicolas Thomas นักวิจัยหลักประจำระบบถ่ายภาพพื้นผิวแบบสีและ 3 มิติ (กล้อง CaSSIS) ของยาน TGO และนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเบิร์น (the University of Bern) กล่าว “เราได้เห็นว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นบนโลกและพื้นที่อื่นบนดาวอังคาร และปรากฏการณ์เดียวกันยังทำให้เกิดแนวเมฆเหยียดยาวตามฤดูกาลที่ท้ายภูเขาไฟอาร์เซียด้วย”
ทั้งนี้ แถบน้ำค้างแข็ง (Water frost) ที่พบแม้จะกินพื้นที่ค่อนข้างมาก แต่กลับเพิ่งมีการค้นพบเป็นครั้งแรก เนื่องจากการที่ยานอวกาศจะสังเกตการณ์ให้เห็นแถบน้ำค้างแข็งเหล่านี้ได้ ยานจะต้องโคจรผ่านพื้นที่ในช่วงรุ่งเช้าบนดาวอังคารเท่านั้น ซึ่งมีเพียงยานอวกาศของ ESA เพียง 2 ลำ ได้แก่ มาร์ส เอ็กซ์เพรส และ TGO ขณะที่ยานสำรวจขององค์การอวกาศแห่งอื่นมีวงโคจรรอบดาวอังคาร (Mars) ที่สอดคล้องกับตำแหน่งดวงอาทิตย์ จึงสามารถสังเกตพื้นที่นี้ได้ในช่วงบ่ายเท่านั้น ซึ่งช่วงเวลาดังกล่าวน้ำค้างแข็งก็จะระเหิดไปจนหมดแล้ว และยังรวมไปถึงฤดูกาลบนดาวอังคาร (Mars) น้ำค้างแข็งเหล่านี้อาจเกิดขึ้นเฉพาะช่วงที่พื้นที่ดังกล่าวเข้าสู่ฤดูหนาว
Colin Wilson นักวิทยาศาสตร์ประจำโครงการของ ESA กล่าวว่า ความดันบรรยากาศของดาวอังคาร (Mars) ที่ค่อนข้างต่ำ ทำให้เกิดสถานการณ์บนดาวอังคาร (Mars) ที่แตกต่างจากโลก บริเวณยอดเขาของดาวอังคารอาจมีอุณหภูมิที่แตกต่างจากพื้นที่ราบด้านล่างไม่มากนัก แต่งานวิจัยครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าอากาศชื้นที่พัดขึ้นไปตามเนินลาดด้านข้างของภูเขา ทำให้ไอน้ำควบแน่นกลายเป็นน้ำค้างแข็ง (Water frost) ได้ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นคล้ายกับบนโลก
การค้นพบครั้งนี้เป็นผลจากความร่วมมือระหว่างนักวิจัยจากฝั่งภารกิจยานสำรวจดาวอังคาร (Mars) ของ ESA และจากฝั่งที่ทำแบบจำลองเชิงทฤษฎี ความรู้และความเข้าใจต่อปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เกิดขึ้นบนดาวเคราะห์ดวงอื่น ไม่เพียงแต่เป็นการทำความเข้าต่อธรรมชาติของดาวเคราะห์ดวงนั้น แต่ยังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถมองย้อนกลับมาทำความเข้าใจยังโลกของเรา และรวมไปถึงทำความเข้าใจต่อดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ได้อีกด้วย
งานวิจัยครั้งนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิจัย Nature Geoscience เมื่อวันที่ 10 มิถุนายน ค.ศ. 2024
🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS
แหล่งข้อมูลอ้างอิง : ESA, space, พิสิฏฐ นิธิยานันท์ เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์ สดร.
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
