پژوهشگران ساختارهای مرموزی را در زیر سطح سیاره سرخ شناسایی کرده‌اند که در مقاله‌ای به تفصیل توضیح داده شده است.
تیمی از محققان در کنگره علوم سیاره‌ای اروپا نقشه‌ای جدید از گرانش مریخ ارائه داده‌اند. این نقشه نشان‌دهنده وجود ساختارهای متراکم و وسیع در زیر اقیانوس باستانی سیاره است و تأثیر فرآیندهای گوشته را بر بزرگترین آتشفشان منظومه شمسی، معروف به الیمپوس مونز (Olympus Mons) بررسی می‌کند.
این نقشه و تحلیل‌های اخیر بر اساس داده‌های مأموریت‌های متعدد، از جمله مأموریت اینسایت (InSIGHT) ناسا شکل گرفته است. همچنین از انحرافات کوچک در مدار ماهواره‌ها حین چرخش به دور مریخ بهره‌برداری شده است.
مقاله‌ای با عنوان «میدان گرانشی جهانی مریخ نشان‌دهنده یک فضای داخلی فعال است» در نسخه آتی مجله JGR: Planets منتشر خواهد شد که بارت روت (Bart Root) از دانشگاه صنعتی دلفت (Delft) نویسنده اصلی آن است.
لازم به ذکر است که بخشی از نتایج این پژوهش با یک مفهوم کلیدی در زمین‌شناسی در تضاد است.
زمین‌شناسان با پدیده‌ای به نام «هم‌ایستایی خمشی» (flexural isostasy) مشغول مطالعه‌اند، که توضیح می‌دهد چگونه لایه سخت و محکم سطح یک سیاره به بارگذاری و تخلیه‌های وسیع واکنش نشان می‌دهد. این لایه که لیتوسفر نامیده می‌شود از پوسته و بالاترین بخش گوشته تشکیل شده است.
هنگامی که نیروی سنگینی بر لیتوسفر وارد می‌شود، این لایه به شکل غرق شدن واکنش می‌دهد. در زمین، گرینلند نمونه‌ای عالی از این پدیده است، جایی که ورقه یخی عظیمی روی لیتوسفر فشار وارد می‌کند و با ذوب شدن آن به سبب گرمایش زمین، گرینلند به سمت بالا حرکت می‌کند.
این خمیدگی به سمت پایین معمولا باعث بالا آوردن مناطق مجاور می‌شود، اگرچه اثر آن به طور کلی ضعیف است. هر چه بار سنگین‌تر باشد، خمش بیشتر و سطح نواحی اطراف بیشتر جابجا می‌شود، البته این امر به سختی و کشش لیتوسفر نیز بستگی دارد.
هم‌ایستایی خمشی یک مفهوم کلیدی برای درک بازگشت یخبندان، شکل‌گیری کوه‌ها و ساخت حوضه‌های رسوبی است.
نویسندگان این مقاله تأکید می‌کنند که پژوهشگران باید در نحوه عملکرد هم‌ایستایی خمشی در مریخ تجدید نظر کنند. این نیاز به ویژه به دلیل وجود الیمپوس مونز، بزرگترین آتشفشان منظومه شمسی و همچنین کل ناحیه آتشفشانی به نام تارسیس رایز (Tharsis Rise) مطرح است. تارسیس رایز منطقه‌ای وسیع است که سه آتشفشان بزرگ دیگر به نام‌های آرسیا مونز (Arsia Mons)، پاوونیس مونز (Pavonis Mons) و آسکراسوس مونز (Ascraeus Mons) را در بر می‌گیرد.
به موجب نظریه هم‌ایستایی خمشی، این ناحیه بزرگ به زعم باید فشار بر سطح سیاره برساند، اما واقعیت این است که منطقه تارسیس به مراتب مرتفع‌تر از بخش‌های دیگر سطح مریخ است.
فرودگر اینسایت ناسا نیز اطلاعات جالبی در مورد گرانش مریخ در اختیار دانشمندان قرار داده و آنها را به تجدید نظر در مورد نحوه وقوع این پدیده‌ها واداشته است.
پژوهشگران اشاره می‌کنند که این امر به این معناست که در زمینه درک علت پشتیبانی از آتشفشان‌های بزرگ و نواحی اطراف آن، بازنگری نیاز است. سیگنال گرانش سطح آن به خوبی با مدلی که سیاره را به عنوان یک پوسته نازک می‌بیند، همخوانی دارد.
تحقیقات نشان می‌دهد که فرآیندهای فعال در درون گوشته مریخ، به بالا بردن منطقه تارسیس کمک می‌کند.
پژوهشگران بر این باورند که در عمق لایه‌های مریخ، یک توده بزرگ وجود دارد که احتمالاً از گوشته به سمت بالا می‌آید. این فرضیه گویای آن است که مریخ ممکن است به طور فعالی در حال تحولات داخلی است که می‌تواند به ایجاد ویژگی‌های آتشفشانی جدید بر سطح آن منجر شود.
تحقیقات نشان می‌دهد که این توده زیرزمینی دارای حدود ۱۷۵۰ کیلومتر عرض و در عمق ۱۱۰۰ کیلومتری مریخ واقع شده است. آنها گمان می‌کنند این توده، یک ستون گوشته‌ای است که از زیر تارسیس به سمت بالا جابجا می‌شود و به حدی قوی است که می‌تواند فشارهای ناشی از تمام جرم سطح مریخ را متعادل کند.
نویسندگان مقاله خاطرنشان می‌کنند که این نشان‌دهنده این واقعیت است که به نظر می‌رسد بخشی از ستون گوشته در حال حاضر به سمت لیتوسفر در حال حرکت است تا در آینده شاید یک آتشفشان فعال را تشکیل دهد.
در مورد فعالیت‌های آتشفشانی مریخ بحث‌هایی وجود دارد. هرچند هیچ نشانه‌ای از آتشفشان‌های فعال در این سیاره مشاهده نمی‌شود، با این حال، شواهد حاکی از آن است که منطقه تارسیس در زمانی غیر دور از گذشته (چند ده میلیون سال پیش) بار دیگر فعال شده است.
اگر یک ستون گوشته‌ای در زیر ناحیه تارسیس وجود داشته باشد، آیا احتمال اینکه روزی به سطح مریخ برسد وجود دارد؟ این سوال همچنان در حیطه گمانه‌زنی قرار دارد و برای تأیید این مشاهده‌ها نیاز به تحقیقات بیشتری است.
محققان همچنین ناهنجاری‌های گرانشی دیگری را شناسایی کرده‌اند. آنها ساختارهای مرموز و متراکمی را در زیر دشت‌های شمالی مریخ پیدا کرده‌اند. این ساختارها تحت لایه‌ای ضخیم و صاف از رسوبات مدفون شده‌اند که احتمالاً در بستر دریای باستانی مریخ ته‌نشین شده است.
این ناهنجاری‌ها حدود ۳۰۰ تا ۴۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب از محیط خود متراکم‌تر هستند.
ماه زمین نیز ناهنجاری‌های گرانشی دارد که به حوضه‌های برخوردی بزرگ مربوط می‌شود. دانشمندان بر این عقیده‌اند که سیارک‌هایی که این حوضه‌ها را ایجاد کرده‌اند، چگال‌تر از ماه بوده‌اند و بخشی از جرم آنها اکنون متعلق به ماه است.
حوضه‌های برخوردی موجود در مریخ نیز نشانه‌هایی از ناهنجاری‌های گرانشی آشکار می‌کنند. با این حال، ناهنجاری‌های موجود در ناحیه شمالی مریخ هیچ نشانی از خود بر سطح این سیاره باقی نگذاشته‌اند.
دکتر روت بیان می‌کند: این ساختارهای متراکم ممکن است مرتبط با فعالیت‌های آتشفشانی بوده یا ناشی از تجمع مواد به سبب برخوردهای باستانی باشد. ما حدود ۲۰ ساختار با ابعاد مختلف را در اطراف ناحیه کلاهک قطب شمال مریخ شناسایی کرده‌ایم.
او همچنین افزود: به نظر می‌رسد هیچ نشانه‌ای از این ساختارها در سطح وجود ندارد، اما ما با استفاده از داده‌های گرانشی توانستیم نگاهی عمیق‌تر به تاریخ قدیمی نیم‌کره شمالی مریخ بیندازیم.
تنها راه برای فهم بهتر این ساختارهای مرموز و به طور کلی گرانش مریخ، جمع‌آوری داده‌های بیشتری است. روت و همکارانش از طرفداران یک مأموریتی هستند که بتواند این اطلاعات ضروری را فراهم کند.
این مأموریت «گرانش کوانتومی مریخی» (MaQuls) نامیده می‌شود و بر اساس فناوری مشابهی با مأموریت‌های GRAIL (بازیابی جاذبه و آزمایشگاه داخلی) و GRACE (بازیابی جاذبه و آزمایش آب و هوا) توسعه یافته است که به ترتیب گرانش ماه و زمین را نقشه‌برداری کرده‌اند.
مأموریت MaQuls شامل دو ماهواره است که به طور متوالی یکدیگر را دنبال می‌کنند و از طریق یک پیوند نوری به هم متصل شده‌اند.
دکتر لیزا ورنر (Lisa Wörner) که اخیراً مأموریت MaQuIs را تشریح کرده است، می‌گوید: مشاهدات با MaQuIs امکان کاوش بهتر زیر سطح مریخ را برای ما فراهم می‌کند. این مأموریت به ما کمک خواهد کرد تا اطلاعات بیشتری در مورد این ویژگی‌های پنهان مرموز به دست آورده و همرفت گوشته را بررسی کنیم و همچنین فرآیندهای پویا در سطح، از جمله تغییرات فصلی جو و شناسایی مخازن آب را درک نماییم.