גשם של יהלומים: על מזג האוויר בכוכבי לכת אחרים

גשם של יהלומים: על מזג האוויר בכוכבי לכת אחרים

כתב: רן לוי

בפרק זה של הפודקאסט נצא למסע סביב מערכת השמש, ונבחן מקרוב (אבל לא קרוב מדי – אין לי ביטוח לכולכם) כמה מתופעות מזג האוויר המשוגעות, המוזרות ועוצרות הנשימה על פניהם של החברים האחרים במערכת. נצלול לתוך ים המתכת של צדק, ונחזה בשתי מפלצות אדירות מתנגשות, ניתן לגשם של יהלומים לטפטף עלינו בנפטון, ניזהר מסופות חול גלובליות על המאדים ונרחף בין ענני החומצה של נוגה…


פרק זה מבוסס על פודקאסט. ניתן לרכוש את הפודקאסט כאן.

הרשמה לפודקאסט: רשימת תפוצה במיילiTunes | אפליקציית 'עושים היסטוריה' לאנדרואיד | RSS Link | פייסבוק | טוויטר

כאן, על כדור הארץ, אנחנו עוסקים ללא הרף במזג האוויר. האם יירד גשם, מתי וכמה? כמה חם יהיה בצל, כמה ס"מ של שלג יירדו בירושלים וכמה מבין החזאיות בטלוויזיה נמצאות בהריון בכל רגע נתון.

מנקודת המבט הצרה שלנו, נדמה כאילו תופעות מזג האוויר שאנו חווים על כדור הארץ הן אדירות ורבות עוצמה. ואכן, אין ספק שסופת הוריקן משתוללת, למשל, מגמדת- מבחינת היקפה וכמות האנרגיה שבה- כמעט כל טכנולוגיה אנושית. אבל לפעמים לא מזיק לקבל קצת קנה מידה. אחרי ככלות הכל, סופות ההוריקן היחידות שאנו מכירים הן אלה שאנחנו רואים בטלוויזיה או חווים בעצמנו. בפרק הזה נכיר כמה מהתופעות האטמוספריות הגדולות, האלימות והמשונות שאפשר לפגוש על כוכבי לכת אחרים במערכת השמש. כפי שמייד נראה, האקלים על כדור הארץ הוא- בהשוואה- כמעט בלתי מורגש.

אתם מוזמנים, אם כן, לעלות על סיפונה של החללית הקבועה שלנו- 'עושים היסטוריה 1', שהיא כמובן חללית ליסינג ואפשר לקחת אותה למסעות שלא היינו חולמים עליהם אם זו הייתה אכן החללית שלנו. 'עושים היסטוריה 1' שרדה את הצלילה אל תוך החור השחור בפרק מס' 33, והיא תיקח אותנו כעת אל המחוזות הרחוקים של מערכת השמש.

צדק

התחנה הראשונה במסענו היא צדק, כוכב הלכת הגדול והמאסיבי ביותר במערכת שלנו. כה גדול, למעשה, עד שאם היה רק מעט גדול יותר היה הופך לשמש בעצמו.

כשמתקרבים לצדק מבחינים מיד שהאטמוספירה שלו מחולקת לפסים ברורים: רצועות אופקיות שמקיפות את כוכב הלכת בדפוס מתחלף, פס כהה, פס בהיר וחוזר חלילה. הפסים הכהים מכונים 'חגורות' ויש להם גוון חום-אדמדם. הפסים הבהירים יותר מכונים 'איזורים', והם לבנים או צהובים. החלוקה הזו לפסים מוכרת לאסטרונומים מזה מאות שנים, עוד מאז כיוון גלילאו את הטלסקופ שלו אל צדק וירחיו. פחות ברורה היא הסיבה לצבעוניות המרהיבה הזו, שהיא ייחודית במערכת השמש כולה. השכבות העליונות באטמוספירה מכילות תרכובות שונות ומשונות של מימן, הליום, גפרית וגזים נוספים. הטמ' השוררת בשכבות הללו היא בסביבות 150 מעלות צלסיוס מתחת לאפס- אבל למיטב הבנתנו, החומרים הללו לא מסוגלים להפיק את שפע הגוונים והצבעים שניתן לראות על צדק בקור מקפיא כל כך. למעשה, בטמ' הזו, רובם צריכים להיות חסרי צבע כלל- תעלומה המסקרנת מאוד את אנשי המדע.

ככל שמתקרבים אל צדק, ניתן להבחין טוב יותר בגבולות שבין החגורות והאיזורים. בין הפסים הללו ישנם סילונים, רוחות אדירות המנשבות במהירות של כשמונה מאות ק"מ בשעה. הסילונים יוצרים מערבולות סוערות כשהחומר האדום שנמצא בחגורות פוגש בגזים הלבנים של האיזורים, והתוצאה היא פסיפס מהפנט של צבעי פסטל מדהימים ועוצרי נשימה. אבל אי אפשר לעצור כאן ולהנות מהנוף: השדה המגנטי של צדק עוטף אותנו בעוצמה אדירה, וכולא בתוכו חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה. ללא הגנה מתאימה, אסטרונאוט אנושי לא ישרוד זמן רב בסביבה כה עוינת.

אנחנו צוללים כעת אל מתחת למעטה העננים התמידי של השכבות העליונות. כמה עשרות קילומטרים פנימה הרכב האטמוספירה מתחיל להשתנות, ואנו נתקלים בענני כבדים של אמוניה ומים. אם נמשיך הלאה עוד כמה אלפי קילומטרים נמצא את עצמנו באחד מהמקומות המשונים ביותר שניתן לדמיין. המימן וההליום, שני היסודות שמהווים את רוב רובו של צדק, נמעכים תחת העוצמה הטיטאנית של כוח המשיכה ולחץ הגזים שמעליהם. האטומים הקלים נדחסים זה לזה עד שגזים הופכים לנוזל. ולא מדובר בסתם נוזל רגיל. בלחץ של מאה מיליון אטמוספירות (פי מאה מיליון מלחץ האוויר בגובה פני הים על כדור הארץ) ובטמפרטורה של כמה עשרות אלפי מעלות, האלקטרונים המקיפים את גרעיני האטומים משתחררים מאחיזתם של הפרוטונים ונעים באופן חופשי בין האטומים. אנחנו מכירים חומרים אחרים שבהם האלקטרונים צפים באופן חופשי בין האטומים: מתכות. המימן וההליום נדחסים עד שהם הופכים לים אדיר של מתכת נוזלית, מבעבעת ורותחת. המתכת הנוזלית מוליכה זרמי חשמל, והם אלו שאחראים לשדה המגנטי החזק של צדק. נסו להפעיל את הדמיון, ולראות את החללית שלנו מרחפת מעל לאוקיינוס המתכתי המשונה הזה, שעשוי מסגסוגת נוזלית של מימן והליום סופר דחוסים, ומעלינו ענני אמוניה, גפרית ומים. זה צריך להיות, ודאי, מראה מדהים.

חלקכם ודאי שואל את עצמו מאין יודעים האסטרונומים מה מתרחש בתוך קרביו של צדק, מאחורי השכבות הדחוסות והאטומות של האטמוספירה העליונה. חלק ממה שאנחנו יודעים השגנו על ידי תצפיות ישירות: הגשושית 'גלילאו' צנחה בשנת 1994 לעומק של כמה אלפי קילומטרים בתוך צדק והספיקה לשדר נתונים רבים לפני שהחום והלחץ הכריעו אותה. ידע נוסף סיפק לנו הטבע, כשהשביט שומאכר-לוי 9 התרסק לתוך צדק בשנת 1995. הפגיעה הזו הייתה צפויה מראש וכל אסטרונום שהצליח לשים את ידיו על מכשיר מדעי מתאים חיכה לה. ההתנגשות הייתה רבת עוצמה, חזקה פי כמה מאות מפיצוץ של כל ראשי הנפץ הגרעיניים של כל מדינות העולם בו זמנית, וזרקה מתוך השכבות הפנימיות של האטמוספירה חומרים שונים שאותם ניתן היה לנתח ולבחון.

את תכונותיו של אוקינוס המימן הנוזלי שבתוך תוככי הכוכב, ומה שמתרחש אפילו עמוק יותר, מתחת לפני האוקיינוס- אנחנו יכולים רק לנחש. אי אפשר להגיע לתנאי לחץ וטמ' שכאלה בניסוי מבוקר על כדור הארץ, כך שכל התאוריות לגבי התנהגותם של גזים במצבים כאלה נשארות, בינתיים, השערות בלבד.

אנחנו עולים ויוצאים מתוך האטמוספירה של צדק, ופונים אל עבר חצי הכדור הדרומי כדי למצוא את הסיבה האמיתית שבגללה סחבתי אתכם את כל הדרך הזו.

ישנן עשרות רבות של סערות ומערבולות על צדק, אבל אף אחת מהן אינה מתקרבת לאמא של כל הסערות: הנקודה האדומה הגדולה. עוד בשנת 1665 תיאר האסטרונום האיטלקי ג'יאובאני קסיני כתם אדום וברור על פני הכוכב, וייתכן שהאנגלי רוברט הוק אפילו הקדים אותו בתצפית זו, אם כי אין ודאות לגבי העניין. מאז ועד היום, בהפסקות מסוימות, המדענים עוקבים אחרי הסערה האדירה שמשתוללת על צדק- יותר משלוש מאות שנה ברציפות.

הנקודה האדומה הגדולה היא הוריקאן בגודל בלתי נתפס כמעט: רוחבה עשוי להגיע לשלושים עד ארבעים אלף קילומטרים. לצורך השוואה, קוטרו של כדור הארץ הוא כ-12000 ק"מ, כך שאפשר להכניס כמה כדורי ארץ בנוחות לתוך הסערה. הרוחות בקצוות המערבולת מנשבות במהירות של עד 600 קמ"ש. מקורו של הצבע האדום של הנקודה אינו ידוע בוודאות, אבל התאוריה הרווחת היא שהמערבולת החזקה הזו מצליחה לגרוף חומרים מתוך השכבות הפנימיות והנחבאות של הכוכב, והם אלו שמעניקים את הצבע הייחודי שלה.

הגודל ועוצמת הרוחות מעידים על כמות האנרגיה האדירה שאצורה בנקודה האדומה הגדולה. מאין, אם כן, מגייסת הסופה את כל האנרגיה הזו המאפשרת לה להמשיך ולהתקיים ללא הפרעה במשך מאות שנים, לכל הפחות?

סביר להניח שמקור האנרגיה העיקרי מגיע מתוך הכוכב עצמו. צדק פולט לחלל פי 1.6 יותר אנרגיה מאשר הוא מקבל מהשמש: זו תעלומה בפני עצמה שהמדענים מתקשים למצוא לה הסבר מספק. על כדור הארץ, ההוריקנים פוגשים עד מהרה באדמה מוצקה- ואז החיכוך עם הקרקע מפזר וגוזל מהם את האנרגיה. אבל על צדק אין קרקע מוצקה (פרט, אולי, לגרעין זעיר במרכז הכוכב) ואין שום דבר שיפזר את האנרגיה הזו.

ישנו מקור אפשרי נוסף לאנרגיה של הנקודה האדומה הגדולה. בשנת 2008 גילו המדענים נקודה אדומה נוספת שצצה בהפתעה על צדק. הנקודה הזו הייתה הרבה יותר קטנה מאחותה הוותיקה, ולכן זכתה לכינוי 'הנקודה האדומה התינוקת'. אבל התינוקת הייתה חסרת מזל: מסלול ההקפה שלה סביב האטמוספירה של צדק הביא אותה בתוך חודשים ספורים להתנגשות ישירה עם הנקודה האדומה הגדולה. לתינוקת, סופה מפלצתית ביחס לכל קנה מידה ארצי כמובן, לא היה סיכוי: הנקודה האדומה הגדולה קרעה אותה לגזרים ובלעה אותו שלמה. האסטרונומים משערים שהנקודה האדומה הגדולה ניזונה לאורך השנים מסערות קטנות יותר, טורפת אותן כפי שעשתה לתינוקת וגוזלת מהן את האנרגיה שלהן לעצמה.

אך ייתכן והנקודה האדומה הגדולה מצאה, סוף סוף, מתמודדת ראויה. בסביבות אמצע המאה העשרים הופיעו שלוש סערות לבנות וחלשות על פניו של צדק. הסערות הללו שרדו ללא פגע עשרות שנים, ואז בתחילת שנת 2000 פגשו זו בזו- והתאחדו. התוצאה הייתה סערה שהייתה חזקה מספיק כדי לגרוף את הכימיקלים מהשכבות התחתונות של האטמוספירה, ולקבל את הגוון האדום והמוכר. שמה הרשמי של הסערה החדשה הוא Oval BA, אבל החוקרים מכנים אותה 'הנקודה האדומה הקטנה'. גודלה הוא כמחצית מזו של הנקודה הגדולה- אבל הרוחות נושבות בתוכה בדיוק באותה עוצמה הרסנית.

אם יש משהו על פניו של צדק שעשוי לערער את ההגמוניה ארוכת השנים של הנקודה האדומה הגדולה, זו רק ה- Oval BA. מאז שנוצרה הסופה החדשה, שתי המלכות של צדק נפגשות ומתנגשות בכל שנתיים. עד כה לא נרשם שום נזק משמעותי לאף אחד מהצדדים, אבל האסטרונומים הנלהבים פוקחים עין על ההתרחשות ומהמרים כל הזמן לגבי המנצחת האפשרית בעימות.

סערות וסופות גדולות ניתן למצוא גם על כוכבי לכת אחרים, אבל אף אחת מהן אינה גדולה, מרשימה, או ותיקה כמו הנקודה האדומה הגדולה של צדק. מבין הטוענות לכתר, אחת ראויה לאיזכור מיוחד- הסערה ההקסגונית שעל שכנו עטור הטבעות של צדק, שבתאי. זו מערבולת ציקלונית שמרכזה נמצא ממש מעל הקוטב הצפוני של שבתאי, וכפי שמרמז השם- היא בעלת תבנית עננים של מצולע בעל שש צלעות, משושה. בעולם של מערבולות, רוחות וזרמים, תצורה אטמוספרית בעלת קווים כמעט ישרים היא משונה מאין כמוה.

הסערה ההקסגונית על שבתאי נתגלתה ב-1988, ונכון להיום היא עדיין קיימת ללא שינוי. קוטרה, מקצה אחד של המשושה עד לקצה השני, הוא כעשרים וחמישה אלף קילומטרים (שני כדורי ארץ זה לצד זה). הייתי שמח להרחיב ולספר עוד על הסופה הבלתי שגרתית הזו- אבל זה, פחות או יותר, כל מה שאנחנו יודעים עליה. אם מישהו מהמאזינים הצעירים של 'עושים היסטוריה!' חולם להיות אסטרונום- הנה חידה קוסמית שמחפשת פתרון.

 טיטאן

אם אנחנו כבר בסביבה, נפנה את החללית אל טיטאן, ירחו הגדול ביותר של שבתאי.

טיטאן מושך את תשומת ליבם של האסטרונומים בעיקר בזכות האטמוספירה שלו, המשמעותית ביותר מבין כל הירחים במערכת השמש. זו מעטפת גזים דחוסה מאוד (הלחץ על פני השטח הוא פעם וחצי מהלחץ שעל כדור הארץ) וקרה מאוד (כמאתיים מעלות מתחת לאפס), שמורכבת רובה ככולה מחנקן ומתאן. הגשושית הויגנס צנחה לתוך האטמוספירה של טיטאן ב-2005. ננחית את החללית שלנו ליד גופה הקפוא והכבוי של הויגנס, ונעיף מבט סביבנו. הנוף הוא זר ומנוכר, אבל בה בעת גם מזכיר באופן משונה את כדור הארץ שלנו. גשם של מתאן נוזלי ניתך על הקרקע, יוצר נחלים דקיקים וניקווה באגמי מתאן. שלוליות בוץ מעורבות בקרח מקיפות אותנו, והחשיכה התמידית שנוצרת כשהאטמוספירה העבה בולעת את האור המועט מהשמש משרה תחושה של ערב כהה במיוחד.

 נפטון

נמשיך את מסענו, ונצא עם החללית אל המחוזות הרחוקים ביותר של מערכת השמש- אל נפטון, אחרון כוכבי הלכת (לפחות מאז שפלוטו הורד בדרגה). מרחוק, נפטון הוא לא יותר מאשר גולה כחלחלה, נטולת תוואי פנים. הצבע הכחול נותן את התחושה שהכוכב כולו הוא אוקיינוס אחד גדול, ומכאן גם קיבל את שמו, על שם אל הים במיתולוגיה הרומאית. נפטון מקיף את השמש במרחק ממוצע של ארבע וחצי מיליארד קילומטרים: פי שלושים מהמרחק בין כדור הארץ והשמש.

ככל שהחללית שלנו מביאה אותנו קרוב יותר אל נפטון, אנחנו הולכים ומגלים עובדה מפתיעה. למרות שרק כמות זעומה של אור שמש מגיעה אל נפטון, ולכאורה הוא אמור להיות כדור קפוא וחסר חיים- האטמוספירה של נפטון דינאמית וסוערת ביותר.

מחלון החללית ניתן להבחין בעננים לבנים ודקים אשר צפים מעל שכבה עבה של מימן, הליום ומתאן. במחשבה שניה, המילה 'צפים' אינה מתארת את המצב לאשורו: אולי נכון יותר לומר 'דוהרים במהירות מטורפת'. הרוחות בנפטון נושבות במהירות של כאלפיים וארבע מאות קילומטרים בשעה, מהירות הרוח הגבוהה ביותר שנמדדה באטמוספירה של איזה שהוא כוכב לכת במערכת השמש. זו מהירות גדולה פי ארבע מהרוחות בנקודה האדומה הגדולה של צדק, ופי חמש מהרוח הכי חזקה שאי פעם נמדדה על כדור הארץ.

הסיבה להיווצרותן של הרוחות העזות של נפטון אינה ברורה, והיא קשורה כנראה למקור אנרגיה פנימי לא מוכר. כמעט את כל מה שאנחנו יודעים על האטמוספירה של נפטון למדנו ממכשיריה של חללית אחת קטנה: וויג'אר 2, שחלפה בקרבתו של הכוכב הכחול בשנת 1989. עבור וויג'אר, זאת הייתה משימת התאבדות: היא צילמה ומדדה את נפטון, העבירה את הנתונים שאספה בחזרה לכדור הארץ ואז עזבה את מערכת השמש לתמיד. מבחינתם של המדענים והחוקרים, עסקת החליפין הזו הייתה משתלמת ביותר: כמה מהממצאים של וויג'אר היו מרתקים ממש, כמו 'הנקודה השחורה הגדולה' למשל.

הנקודה השחורה הגדולה, כתם כהה ברוחב של חמש עשרה אלף קילומטרים בחצי הכדור הדרומי, אינה סערה או מערבולת רוחות- כי אם חור: חור בשכבת גז המתאן שעוטפת את נפטון. המתאן הוא זה שנותן את הגוון הכחלחל לאטמוספירה של נפטון, וכשהוא נעלם משום מה- אנחנו מקבלים הצצה אל תוך השכבות הפנימיות והכהות יותר של נפטון.

הנקודה השחורה הגדולה מלמדת אותנו שני שיעורים חשובים: הראשון, שלפעמים למדענים אין יותר מדי מקוריות בבחירת השמות. השני הוא חשיבות התצפית הרצופה על כוכבי לכת: חמש שנים אחרי וויג'אר הפנו האסטרונומים את מבטם אל נפטון בשנית, באמצעות טלסקופ החלל האבל- אבל מהנקודה השחורה הגדולה בדרום הכוכב לא נותר זכר. במקומה, הופיעה נקודה שחורה גדולה בחצי הכדור הצפוני. מה קרה לנקודה השחורה המקורית במשך אותם חמשת השנים? האם ייתכן שהנקודה החדשה היא בעצם אותה הנקודה או אותו החור שנעלם במקום אחד ואז צץ במקום שני? ייתכן ולעולם לא נדע.

לפני שנעזוב את נפטון נפנה את חרטום החללית פנימה, לצלילה זריזה אל תוך האטמוספירה. גם כאן פנים הכוכב הוא יורה רותחת של מימן נוזלי, אך נפטון מוסיף לקלחת הזו גם כמויות נכבדות של מים, מתאן ואמוניה. אם המדענים צודקים, יכול להיות שבקרביו של נפטון נוכל לראות מחזה שלא נשכח במהרה. הלחץ האדיר והחום הלוהט בבטן הכוכב מפרקים את המתאן לאטומי הפחמן שמרכיבים את רובו, ואז דוחסים את הפחמן והופכים אותו ליהלומים. מסביב לחללית המרחפת יורד, פשוטו כמשמעו, גשם של יהלומים.

 מאדים

כעת אנו עוזבים את נפטון ואת מגרש המשחקים של ענקי הגז, ושמים את פעמינו בחזרה אל מרכז העניינים, לעבר השמש. מאדים הוא אחד משכניו הקרובים של כדור הארץ, וכוכב הלכת שנחקר באינטנסיביות הרבה ביותר מבין כל חברי מערכת השמש.

הפרק הזה עוסק בתופעות של מזג אוויר, וקצת מוזר לדבר על מאדים בהקשר זה. אחרי ככלות הכל, אין לו כמעט שום אטמוספירה. לחץ האוויר על פני השטח הוא פחות מאחוז מהלחץ בכדור הארץ. האטמוספירה כל כך דלילה עד שבחורף, כשחלק מהפחמן הדו-חמצני שבאוויר קופא ויורד כשלג של קרח יבש בקטבים, לחץ האוויר על פניו של הכוכב כולו משתנה באופן דרמתי. אף על פי כן, מאדים מספק לנו כמה מהתופעות האטמוספריות המשונות ביותר שניתן לחלום עליהן.

עלעולי חול, Dust Devils באנגלית, הן מחזה מוכר על כדור הארץ: סופות חול קטנות ומקומיות, כמו טורנדו חלש, שמופיעות מדי פעם במדבר ונעלמות בתוך כמה שניות. מאדים הוא מדבר חולי אחד גדול. לכן, שכצילמו הרובוטים ספיריט ואופרטיוניטי עלעולי חול קטנים שכאלה גם על פניו של מאדים, איש מהמדענים לא הופתע במיוחד. מה שכן הפתיע אותם היו עקבות של עלעולי חול כאלה שצילמו חלליות שהיו במסלול סביב מאדים: אלו לא היו עקבות של עלעולי חול בגובה של כמה מטרים, כי אם טביעות אצבע של מפלצות בגובה של שמונה ועשרה קילומטרים. עלעולי חול שכאלה עדיין לא נתפסו בעדשת המצלמות, אבל כל העדויות מצביעות על קיומן.

ננחית את החללית שלנו על החול הרך, אבל נשמור מרחק מעלעולי החול- גם מהקטנים שבהם.

גרגירי החול המסתחררים מתנגשים זה בזה ונטענים בכמויות אדירות של חשמל סטטי. כולנו מכירים את החשמל הסטטי, אותן מכות חשמל קטנות שאנחנו מקבלים כשאנחנו נוגעים בדלת המכונית ביום שרבי במיוחד. כמות המטען שעשויה להצטבר בתוך סופת חול מאדימית, אפילו כזו שאינה גדולה במיוחד, יכולה ליצור בקלות שדות חשמליים של עשרות אלפי וולט למטר. ציוד אלקטרוני תקני, לצורך השוואה, מסוגל בדרך כלל להתמודד עם מכות חשמל סטטי בעוצמה של כמה מאות או אלפים בודדים של וולט למטר- וגם אז רק בקושי. קל להבין שעלעול חול מאדימי יכול להוות בעיה חמורה עבור אסטרונאוטים עתידיים שיחקרו את פניו של הכוכב, ועוד לא הזכרנו את הנזק שיגרום החול שיזחל לתוך כל גלגל שיניים ומפרק מכני חשופים.

בשנת 1971, אחרי שנים של תכנונים, הכנות ותפילות, הגיעה סוף סוף החללית מרינר 9 אל מאדים. זו הייתה החללית הראשונה שנכנסה למסלול סביב כוכב לכת אחר. המדענים שעמלו על הפרוייקט במשך שנים ארוכות חיכו בקוצר רוח לתמונות הראשונות- וכשאלה הגיעו סוף סוף, ציפתה להם הפתעה: הם לא ראו כלום.

וזה לא שהמצלמות היו מקולקלות: זה הכוכב עצמו שהיה מקולקל. על פניו של מאדים השתוללה סופת חול שכיסתה את פניו של הכוכב כולו, מקוטב לקוטב. אי אפשר היה להבחין בשום פרט על הכוכב, פרט לכיפתו המיתמרת של אולימפוס מונס- ההר הגבוה ביותר במערכת השמש כולה. חודשים ארוכים חלפו עד שהסופה שככה, ומרינר יכלה להחזיר תמונות מועילות מפני השטח.

בשנת 2001 קיבלו החוקרים הזדמנות נדירה לעקוב אחר התופעה האטמוספרית מעוררת היראה הזו מרגע לידתה. סופת חול מקומית התרוממה בתוך אחד המכתשים, ובמשך מספר ימים עירבבה ועירבלה את החול באופן מקומי. ואז, בבת אחת- התפרצה הסופה והתפשטה במהירות מסחררת. בתוך ימים ספורים היה הכוכב כולו שרוי בעלטת החול.

גם הרובוטים ספיריט ואופרטיוניטי זכו לחוש בנחת זרועו של כוכב המלחמה. לקראת סוף 2007 הופיעה סופה גלובלית וחסמה את אור השמש למשך זמן ארוך. שני הרובוטים תלויים לחלוטין בלוחות הסולאריים שלהם לאספקת האנרגיה, ורק במזל דעכה הסערה לפני שהסוללות שלהם התרוקנו לחלוטין. אצל ספיריט, חול ואבק כיסו את הלוחות והגבילו מאוד את פעולתו. גם כאן שיחק המזל למהנדסים: משב רוח אקראי ניקה את הלוחות והעלה באופן ניכר את כמות האור שיכלו לקלוט.

מהי הסיבה להופעתן של סופות החול האדירות הללו?

גם כאן, על כדור הארץ, אפשר למצוא סופות חול רחבות ידיים. אבק שמרימה רוח אקראית מתרומם לגובה ולוכד את קרני השמש. האוויר שסביב האבק מתלהט, ונוצרים כיסי אוויר חמים שמושכים אליהם אוויר קר מלמטה. הרוח שנוצרת מרימה את החול ויוצרת את הסופה. על כדור הארץ התופעה הזו מוגבלת בהיקפה משתי סיבות: האחת, כמות החול המוגבלת שעומדת לרשות הסופה. בניגוד לתחושות הסובייקטיביות של הורים שילדיהם חזרו כרגע מחוף הים, כמות החול אינה אינסופית. הסיבה השניה היא שהאטמוספירה שלנו מכילה אדי מים, שסופגים חלק גדול מהחום וממתנים את הרוחות.

על מאדים, ההפך הוא נכון. העולם כולו הוא ארגז חול אחד גדול, ואם היו באטמוספירה אדי מים אי פעם, הרי שהם נעלמו לפני עידן ועידנים. כשפורצת סופת חול קטנה, אין שום דבר שירגיע אותה- ואפילו להפך: האוויר החם גורם לרוחות, אשר מרימות חול טרי מהקרקע, החול מחמם את האוויר ויוצר רוחות חדשות. זו לולאת משוב חיובית שמזינה את עצמה עוד ועוד. רק כשהחול מכסה את פני הכוכב כולו, ואין יותר הפרשי טמפרטורות- דועכות הרוחות סוף סוף, והכל נרגע עד הפעם הבאה.

אבל האטמוספירה של מאדים צופנת בחובה גם דברים טובים, אולי. בשנת 2004 הכריזו מספר חוקרים נרגשים שגילו כמויות זעירות של גז מתאן באוויר הדליל של מאדים. פגשנו את המתאן בהזדמנויות קודמות במסענו סביב מערכת השמש, אבל על מאדים יש לו משמעויות אחרות לגמרי.

כולנו מכירים את המתאן: הוא הרכיב העיקרי בגז הבישול שבכיריים שלנו. על כדור הארץ, המתאן נוצר על ידי חיידקים שחיים בסביבה נטולת חמצן, כמו בבטן האדמה או בבטן של כבשים ניו-זילנדיות. הסיבה שאנחנו איננו מוכרעים על ידי נפיחותיהן של הכבשים היא שהמתאן אינו שורד זמן רב באוויר החופשי: אור השמש מפרק אותו בתוך זמן קצר יחסית.

אם זה המצב, כיצד ייתכן שיש מתאן באטמוספירה של מאדים? אור השמש היה אמור לסלק אותו מזמן. ייתכן וזהו רמז לכך שישנם חיים על המאדים: חיידקים מקומיים שמתחבאים עמוק מתחת לפני השטח, מבודדים מהחום היוקד והקור המקפיא, ומייצרים מתאן. ישנם עוד הסברים אפשריים, תהליכים גיאולוגיים טבעיים שמתאן הוא אחד מתוצאות הלוואי שלהם- אבל נכון להיום הסבירות לקיומם של תהליכים שכאלה נראית נמוכה. ללא ספק, זו אחת מהתעלומות המסקרנות והחשובות בכל המדע של ימינו.

נוגה

לפני שנחזיר את חללית הליסינג שלנו לכדור הארץ ונדווח לקצין הרכב שאנחנו נשבעים שאין לנו מושג מאיפה הגיעו כל הדפיקות הללו בפח, נעצור לביקור בכוכב הלכת שנחשב במשך שנים לאחיו התאום של כדור הארץ: נוגה.

מגובה המסלול, הנוף שנשקף אלינו מחלון החללית הוא שליו ושקט, כמעט אידילי. עננים בהירים משייטים ברום האטמופירה, מכסים את הכל בשכבה אחידה ולבנה שמסתירה את פני הכוכב. אבל כשצוללים פנימה, מגלים שנוגה הוא אכן אחיו התאום של כדור הארץ- אבל התאום המרושע.

האטמוספירה של נוגה דחוסה ולוהטת. על פני השטח הטמפרטורה היא כחמש מאות מעלות צלסיוס, חם מספיק כדי להתיך עופרת, ולחץ האוויר זהה לזה שנמצא בעומק של קילומטר מתחת לפני הים על כדור הארץ. העננים הלבנים והאידילים, קח מסתבר, עשויים מחומצה גופרתית- המוכרת יותר בשמה השני, 'חומצת מצברים'. זהו חומר חריף ומסוכן מאין כמוהו, שמגע שלו בעור מסתיים בכוויות חמורות ועלול להיות קטלני.

האטמוספירה על נוגה מכילה בעיקר פחמן דו חמצני, עם כמויות קטנות של פחמן חד חמצני והחומצה הגופרתית שהזכרתי קודם. במילים אחרות, היא עשויה בעיקר מחומר רעיל מאוד, כשפה ושם אפשר למצוא עוד כמה חומרים רעילים נוספים. הנחמה היחידה בכל הסיפור, אם אפשר להתנחם בכך, היא שהגשם החומצי שממטירים העננים לא מגיע אל פני השטח, מכיוון שהחום הלוהט מאדה אותו הרבה לפני כן.

איך הופך כוכב לכת שבגודלו, מיקומו ותנאי היווצרותו מזכיר מאוד את הכוכב שלנו- לסביבה שאפילו תושביה הותיקים ביותר של אילת היו מסכימים שהיא לא נוחה במיוחד?

התשובה מתחילה ומסתיימת במים. כדור הארץ ונוגה התחילו את חייהם עם אותה כמות, פחות או יותר, של מים ופחמן דו חמצני. המים הנוזליים על הכדור שלנו מוססו בתוכם את הפחמן הדו-חמצני וסילקו אותו מהאוויר. אבל על נוגה, הקרבה לשמש הביאה לכך שאחוז ניכר מהמים הפך לאדי מים. הפחמן הדו חמצני נישאר לנדוד באטמוספירה ללא הפרעה.

אחת מהתכונות של פחמן דו חמצני היא שהוא מסוגל ללכוד קרינה אינפרא אדומה בצורה יעילה ביותר. הקרינה האינפרא אדומה נפלטת מהקרקע, אחרי שזו מתחממת מאור השמש. מכיוון שהיו כמויות גדולות של פחמן דו-חמצני באוויר, כמעט כל הקרינה האינפרא אדומה מהקרקע של נוגה נלכדה באוויר וחיממה אותו. שוב קיבלנו לולאת משוב חיובי שמזינה את עצמה: החום העז גורם לסלעים על הקרקע לשחרר עוד ועוד פחמן דו חמצני אל האטמוספירה, אשר בולעת כמות גדולה יותר של קרינת חום, מתחממת ומשחררת מהסלעים פחמן דו חמצני נוסף, וכך הלאה. התוצאה היא הגהינום הלוהט שתיארתי קודם.

מי שלקחו על עצמם את חקר נוגה היו המדענים הסובייטים, ששיגרו אליו כמה וכמה חלליות. זו הייתה משימה מורכבת ומסובכת מאין כמוה. החלליות הראשונות שחדרו את האטמוספירה נמעכו ונשרפו עוד בגובה רב. החללית ונרה 4 ניסתה לרדת אל פני השטח, אבל המצנח שלה היה גדול מדי ביחס לאוויר הדחוס- ועד שהיא הספיקה לגעת בקרקע, הסוללות שלה התרוקנו לחלוטין. אחותה, ונרה 7, הצליחה להגיע אל הקרקע עם מצנח שרוף חלקית- היא ספק נחתה ספק התרסקה על האדמה הקשה, והצליחה לשדר עוד כמה דקות לפני שהחום והלחץ טיגנו את האלקטרוניקה שבתוכה. ההצלחה הגיעה כשהחליטו המהנדסים הסובייטים לוותר על המצנח לחלוטין: ונרה 13 ו-ונרה 14 שיחררו את המצנחים שלהם בגובה חמישים קילומטרים, ונחתו נחיתה רכה יחסית. התמונות ששידרו משם הראו, כצפוי, כוכב לכת סלעי ומת.

על פני השטח מתרחשת תופעה מעניינת ששווה איזכור. הפחמן הדו חמצני בקרבת הקרקע נמצא בטמ' ולחץ גבוהים מספיק כדי לגרום לו להיות במצב משונה של חומר המכונה 'נוזל סופר-קריטי'. במצב הזה, הפחמן הדו חמצני מתנהג קצת כמו גז וקצת כמו נוזל: הוא מסוגל לעבור דרך מוצקים בדיפוזיה, כמו גז- אבל הוא גם יכול למוסס בתוכו חומרים, כמו נוזל. אנחנו מכירים את התופעה הזו היטב והיא שימושית במיגוון רחב של תעשיות, כמו בתהליך יצירת קפה נטול קופאין: פחמן דו חמצני במצב נוזל סופר-קריטי מוזרם דרך פולי קפה וממיס בתוכו את הקפאין. לאחר מכן מאפשרים לגז להתנדף החוצה מהמערכת, ונשארים רק פולי קפה נטולי קפאין. קשה לי להאמין שהתופעה הזו תהיה שימושית על פניו של נוגה, אלא אם יזם כלשהו יתעקש לפתוח שם סניף של ארומה.

אבל באופן פרדוקסאלי, האטמוספירה הרעילה והמסוכנת של נוגה גם מספקת לנו את מה שעשוי להיות המקום היחידי במערכת השמש שבו יוכלו בני אדם להקים מושבות קבע.

בגובה של כשישים קילומטרים מעל פני הקרקע של נוגה, קיימים תנאי לחץ וטמפרטורה דומים למדי לאילו שניתן למצוא על כדור הארץ. כל מה שצריך הוא ליצור מעטפת קלת משקל שתגן על המתיישבים מפני החומצות המסוכנות: תערובת הגזים שאנחנו נושמים היא קלה מספיק כדי לצוף באטמוספירה הדחוסה של נוגה, והעיר הסגורה תרחף לה בנחת כמו בלון הליום. כעת רק צריך להזהיר את האן סולו שלא להתקרב אליה, ולהכין יד חלופית ללוק סקייווקר. לא, סליחה- אני כנראה חושב על משהו אחר.


אודות:

ספריו של רן:

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.