مکانیسم تشکیل دره های مارینری- بخش دومقسمت پایانی این مقاله را تقدیم علاقمندان پیگیر این موضوع جذاب نموده و منتظر نظرات و راهکارهای شما دوست خوب برای بهینه سازی و فعالتر نمودن این بخش جدید هستیم چرا که برای اولین بار در کشور به این مقوله روی آوری ویژ ه ای شده است و این در حالی است که اهمیت مطلب صد چندان و دنیا با دقت زیادی این موضوع را مورد مطالعه و موشکافی قرار می دهد.
زمین شناسی دره های مارینری (13) بر اساس تقسیمات زمین شناسی سطح مریخ به دو بخش، شامل نیمکره شمالی و نیمکره جنوبی تقسیم می شود. اطلاعات بدست آمده از ارتفاع سنج لیزری MGS دلالت بر آن دارد که سرزمینهای واقع در نیمکره جنوبی حدود 5 کیلومتر مرتفعتر از نیمکره شمالی است [90].
(14) نیمکره جنوبی با سطحی ناهموار، دهانه های کراتری فراوانی را دارا می باشد. این کراترها تحت تاثیر بمباران بزرگ (heavy bombardment) در دورانهای اولیه (Early Era) شکل گرفته است.   بر اساس مدلهای ارائه شده، مریخ در مراحل اولیه تکامل خود تحت تسلط برخوردهای بزرگ بوده است (Weidenschilling 1997). بنابر این سرزمینهای مرتفع جنوبی مناطق قدیمی و سرزمین های کم ارتفاع شمالی بخشهای جوان سیاره را تشکیل می دهند. این طبیعت دوگانه که در دو نیمکره سیاره مستقر شده، همراه با تمرکز ولکانیسم در چند نقطه و فقدان تکتونیک صفحه ای در شرایط کنونی، دلالت بر تاریخچه نسبتا پیچیده این سیاره در طی فرایند تکامل دارد [55].
(13) –یکی از مهمترین مراکز آتشفشانی مریخ، در منطقه تارسیس متمرکز گردیده. احتمالا فعالیتهای آتشفشانی این سرزمین مرتفع تحت تاثیر Plume که از مانتل بطرف بالا حرکت کرده شکل گرفته است [55] .
(15) – اطراف برخاستگی تارسیس (Tharsis Rise) یک پلاتفرم مرتفع به شعاع 500کیلومتر گسترش یافته که فاقد کراترهای برخوردی زیاد می باشد (شکل 1). در صورتیکه تعداد کراترهای برخوردی سوپر اینپوزد (superimposed impact craters) شده در سطح سیاره را معیار تعیین سن بخشهای مختلف سیاره قرار دهیم، این پلاتفرم پس از بمباران بزرگ شکل گرفته است.

دره های مارینری در بخش شرقی این پلاتفرم مسطح واقع شده اند و برش بسیار مناسبی از رسوبات منطقه پلاتفرمی ایجاد کرده اند. بر اساس اطلاعات حاصل از طیف سنجی  TES ، کانیهای اصلی تشکیل دهنده واحدهای زمین شناسی دره های مارینری، شامل پیروکسن، پلاژیوکلاز، اولیوین، کوارتز و کلسیت می باشد [40]. بدون شک چنین ترکیبی، محدوده گسترده ای از سنگها را در بر می گیرد، که می توان به کمک سایر مشخصات سنگها، از جمله مرفولوژی و میزان مقاومت در برابر فرسایش به منشاء انها پی برد.
امروزه تصاویر با رزلوشن بالا که شرایطی مشابه مطالعه عکسهای هوایی زمینی را فراهم نموده، چشم انداز جدیدی از لایه های کف دره های مارینری ایجاد نموده است. نتایج حاصل از بررسی بر روی این تصاویر دلالت بر آن دارد که دره های مارینری بطور کلی از دو واحد اصلی تشکیل شده است. یک واحد شامل لایه های بسیار ضخیم و سست که احتمالا از جنس ماسه های بادی (لس) می باشند و دیگری میان لایه های نازکی از رسوبات سخت که احتمالا از جنس خاکستر آتشفشانی است. پایین بودن مقاومت لایه های ماسه ای در برابر فرسایش و اختلاف مقاومت زیاد بین دو واحد اصلی ، توپوگرافی     پله کانی شکل همراه با برامدگیهای کوچک در کف کانیونها ایجاد کرده است (شکل 3). احتمالا رسوبات بادی به همراه خاکستر آتشفشانها در طی فعالیت آتشفشانی گسترده کوههای Olympus, Ascraeus, Pavonis, Arsia ، بصورت تناوبی از لایه های افقی یک پلاتفرم گسترده را در اطراف برخاستگی تارسیس بوجود آورده است.
با توجه به نیروی جاذبه کم سیاره، پس از فوران آتشفشانها ذرات پخش شده در آتمسفر به آهستگی و در طی چندین هفته بر سطح سیاره فرود آمده اند. فرود آهسته ذرات، شرایط یخبندان حاکم بر سیاره و وزش بادهای شدید سبب شده ذرات حاصل از فوران آتشفشانها درجه حرارت خود را از دست داده و بصورت ذرات گرد و غبار سرد همانند ماسه های بادی بر سطح سیاره فرود آیند. چنین شرایط ویژه به ذرات گرد و غبار آتشفشانی اجازه داده تا مسافتهای طولانی منتشر شده و بصورت لایه هایی از ماسه های سست بر روی هم انباشته شوند. در پایان دوره فعالیت آتشفشانی به دلیل افزایش درجه حرارت آتمسفر تحتانی، ذرات داغ به سطح زمین رسیده و لایه هایی از خاکسترهای آتشفشانی سخت را ایجاد کرده اند. بدین ترتیب در طی چندین دوره فعالیت آتشفشانها در منطقه تارسیس تناوبی از لایه های نرم (لس) و لایه های سخت (توف) بصورت یک پلاتفرم مسطح نهشته گردیده است.
پس از تشکیل این مجموعه به دلیل عدم وجود فعالیتهای تکتونیکی در سطح سیاره کلیه لایه ها بصورت تغییر شکل نیافته باقیمانده و امروزه دره های مارینری مناظر جالبی از این لایه ها را نمایان کرده است. نقش باد در فرسایش دره های مارینری :
(16) بدون شک مهمترین عامل فرسایش در سطح مریخ وزش بادهای شدید و مداومی می باشد که میلیونها سال سطح سیاره را تحت تاثیر قرار داده است. با توجه به اختلاف شرایط کنونی با وضعیت اولیه سیاره، احتمالا در خاتمه بمباران بزرگ، حرکت ثابت و دائمی باد در گرداگرد سیاره نرخ فرسایش شدیدتری را به همراه داشته است. [90].
امروزه وضعیت تپه های ماسه ای و ریپل های کوچکی که در کف سیستم کانیونی دره های مارینری شکل گرفته، جهت حرکت باد در داخل دره های کانیونی را مشخص می کند. مدارک موجود در بخشهای مختلف دره های مارینری حکایت از حرکت عمومی باد از شرق به غرب دارد(شکل 1). بعلاوه بر اساس تصاویر جدید کف دره ها غالبا مسطح می باشند که چنین شرایطی بر اساس مدلهای زمینی در اثر حرکت سیل ایجاد نمی شوند.
بدین ترتیب در اثر فرسایش ناشی از باد در داخل دره های مارینری، رسوبات سست (احتمالا لس) با ضخامت زیاد فرسایش یافته و در مرحله بعد لایه های سخت فوقانی (ـاحتمالا خاکستر آتشفشانها) لغزش می کنند. با توجه به اینکه حجم قابل توجهی از مواد لغزشی از جنس رسوبات ماسه ای می باشند توده های لغزشی همانند جریان بهمن به کف دره هدایت می گردد (شکل 2). از این زمان به بعد مجددا باد شروع به فرسایش توده لغزشی نموده و در طی چندین هزار سال شرایط را برای لغزش بعدی فراهم می کند. همانگونه که در بخش A شکل 2 مشخص می باشد تحت تاثیر فرسایش باد، پنجره ای بر روی رسوبات لغزشی ایجاد شده و رسوبات بادی قدیمی (تیره رنگ) نمایان گردیده است. ظهور چنین     پنجره های فرسایشی بر روی توده های لغزشی حکایت از آن دارد که مواد تشکیل دهنده                 زمین لغزشها (Land slide) از جنس ذرات ریز و سست می باشند که به راحتی توسط باد جابجا       می شوند. بدون شک این مواد از ذرات ریز ماسه تشکیل شده اند که بصورت تناوبهای ضخیم لس در دیواره های دره های کانیونی وجود دارند. بنابراین تکرار فرایند فرسایش ناشی از وزش باد و            زمین لغزش، در طی میلیونها سال پهن شدگی دره های کانیونی را به همراه داشته و شکل کنونی دره ها را کنترل کرده است. در طی فرسایش ناشی از باد، بخشهایی از کف دره که از مقاومت بیشتری برخوردار بوده بصورت یک مجموعه برامدگیهای خطی باقیمانده که با گذشت زمان این برامدگی های محدود نیز فرسایش می یابند(شکل 3). چنین فرایندیی فرمهای پلکانی در دیواره دره ها ایجاد می کند، بطوری که ابعاد و شکل پله ها بستگی به ضخامت لایه های نرم دارد. نمونه های از چنین ساختمانهای پلکانی در کلیه دیواره های دره های مارینری قابل مشاهده است.
بنابر این وزش مداوم باد در کف دره ها مهمترین عامل فرسایش دره های مارینری بوده و در طی میلیونها سال چنین ساختمانهای شگفت انگیزی را شکل داده است. البته جنس سنگها و وضعیت هندسی رسوبات تشکیل دهنده این قسمت از سیاره نیز شرایط مناسب برای ایجاد چنین ساختمانهایی رافراهم کرده است.

ریپل های کوچک        Smaller Ripples تپه های ماسه ای    Sand Dunes
Valles Marineris canyon system         سیستم کانیونی دره های مارینریمراحل تکامل دره های مارینری :
(17) - بسیاری از مؤلفین سعی کرده اند دره های مارینری که بصورت ساختمانهای عظیم الجثه در سطح مریخ ظاهر شده را با چهره های زمینی مانند گراند کانیونهای آمریکای شمالی، ریفتهای شرق آفریقا و یا ریدجهای وسط اقیانوس مقایسه کنند. در اکثر موارد نیز شکل گیری این ساختمانهای استثنایی به فرونشستهای تکتونیکی نسبت داده شده [10]. اما هیچگونه شواهدی مبنی بر حضور فعالیتهای تکتونیکی در سطح مریخ مشاهده نمی شود. بعلاوه در دیواره های دره های مارینری نیز هیچگونه مدرکی مبنی بر وجود گرابنهای تکتونیکی (Tectonic Grabens) مشاهده نمی گردد.        بطور کلی غالب ترین ساختمانهای قابل مشاهده در دره های مارینری، ساختمانهای پله کانی، زمین لغزش و ساختهای فرسایشی ناشی از حرکت باد می باشد.
از نظر مرفولوژی دره های مارینری بصورت دره هایی عمیق، با روند شرقی غربی می باشند که معمولا در بخش مرکزی دارای فرم دایره ای شکل است (شکل 4). این بخش دایره ای شکل در کلیه دره های کانیونی جوان، مانند Tithonium محل یک کراتر برخوردی را نشان می دهد. بنابراین این احتمال وجود دارد که آغاز شکل گیری هر کانیون با برخورد یک خرده سیاره بزرگ همراه باشد. بعلاوه بر اساس    نقشه های بدست آمده از وضعیت ارتفاعی کانیونها، بخش دایره ای عمیقترین بخش کانیون را تشکیل می دهد و هرچه به انتهای دره های کانیونی نزدیک می شویم از عمق دره ها کاسته می شود [30].
بنابر این با توجه به وضعیت زمین شناسی ، مرفولوژی و نقش وزش بادهای مداوم در سطح سیاره     شکل گیری دره های مارینری را می توان طبق 3 مرحله زیر تشریح نمود.
1 – در مرحله نخست برخورد یک خرده سیاره بزرگ بر روی منطقه پلاتفرمی شکل کیری یک کراتر برخوردی و خرد شدگی لایه های مقاوم را به همراه داشته است.
2 - پس از تشکیل کراتر برخوردی، تحت تاثیر وزش بادهای شرقی غربی مداوم، بخش شرقی و غربی کراتر تخریب شده و مجموعه ای از شیارهای خطی با راستای شرقی غربی در دو سوی کراتر شکل گرفته است ( بخش A و B در شکل 4). با توجه به اینکه رسوبات نهشته شده در منطقه پلاتفرمی شامل لایه های ضخیمی از ماسه های بادی سست و میان لایه های نازک از رسوبات سخت می باشد، شکسته شدن لایه های سخت فوقانی امکان فرسایش شدید باد را در لایه های ماسه ای ایجاد می کند.
3 – فرسایش ناشی از بادهای مداوم با انتقال ذرات ماسه از لایه های نرم، امکان زمین لغزش و پهن شدگی دره های مارینری را فراهم می کند. بدین ترتیب تحت تاثیر فرسایش ناشی از باد بدون حظور آب و در شرایط یخبندان حاکم بر سیاره، به تدریج در طی میلیونها سال بر عمق و پهنای شیارهای حاصله افزوده می گردد.
در صورت پذیرفتن مکانیسم فوق، دره های مارینری را می توان بر اساس زمان تشکیل              کراتر برخوردی، شکل کراتر و عمق دره های کانیونی طبقه بندی کرد. بدین ترتیب منطقه Labyrinthus که دارای شیارهای کوچک در مجاور کراتر مرکزی می باشد، دوران تولد یک کانیون را تجربه می کند. اما منطقه Tithonium با دره های کم عمق و کراتر مرکزی کامل، مرحله جوانی و    گراند کانیون Chasma مرحله بلوغ یک کانیون را در سطح مریخ نمایش می دهند (شکل 4). بنابراین در صورت تعیین زمان شکل گیری کراترهای برخوردی، می توان به سرعت شکل گیری دره های مارینری نیز پی برد. بدون شک جنس مواد تشکیل دهنده دیگر مناطق سیاره که همانند منطقه پلاتفرمی از رسوبات نرم تشکیل نشده اند، امکان تشکیل چنین ساختمانهایی را در دیگر بخشهای سیاره فراهم نکرده است.

نتیجه گیری
مدارک حاصل از تصاویر جدید حکایت از آن دارد که نقش آب در شکل گیری دره های کانیونی مریخ بسیار ضعیف بوده. بعلاوه مدارک بسیار اندکی که از وضعیت اقلیمی گذشته سیاره بدست آمده نیز امکان بازسازی چهره های مرفولوژیکی بر اساس تغییرات آب و هوای گذشته را فراهم نمی سازد. اما بدون شک همواره دو عامل اصلی فرسایش در سطح مریخ، وزش بادهای مداوم و برخورد خرده سیارات بوده است. این دو عامل فرسایش، در کلیه مراحل تکامل مریخ، بدون حضور آب و در شرایط یخبندان، در سطح سیاره سرخ فعالیت کرده اند. ترکیب این دو عامل فرسایشی در محل دره های مارینری که از رسوبات نرم و فرسایش پذیر ساخته شده اند، شرایط تشکیل دره های عظیم الجثه را در سطح سیاره بوجود آورده است. بنابر این شرایط تشکیل دره های کانیونی نشانگر آن است که ساختمانهای مشابه زمین در دیگر سیارات ممکن است در اثر مکانیسم هایی متفاوتی شکل گرفته باشند.

شکل 1مایی از دره های مارینری در جنوب استوای مریخ
شکل 2قشه زمین شناسی دره های مارینری و سرزمینهای پلاتفرمی اطراف برخاستگی تارسیس.
شکل 3- تصویر زمین لغزش Ganges و پنجره های فرسایشی که تحت تاثیر وزش بادهای مداوم حاصل شده است.
شکل 4 – ریپل های ماسه ای در کف دره های مارینری و برآمدگی های خطی باقیمانده در کف دره ها.

دکتر عباس کنگی استاد یار دانشگاه آزاد اسلامیپایان