http://update.se-ed.com     หน้าแรก    ฉบับก่อน      แนะนำ     ติดต่อเรา     สมาชิก     ซีเอ็ด      

ฉบับ 202 กรกฎาคม 2547 ประจำฉบับ   o บอกกล่าว   o จดหมายถึงบ.ก.   o มองโลก   o มองไทย   o Space Hotline   o คุยกับชัยคุปต์   o นักวิทย์รุ่นเยาว์   o ประลองปัญญา   o เรื่องจากปก   o บทความ/สารคดี บอกรับจดหมายข่าว โปรดแจ้ง E-Mail ของคุณ Subscribe     Unsubscribe   Powered by YourMailinglist Provider.com   ดูจดหมายข่าวเก่า  Visitors:

เรื่องจากปก #202                 บทพิสูจน์ น้ำบนดาวอังคาร             เมื่อต้นปีที่ผ่านมานี้เอง รถสำรวจดาวอังคารฝาแฝดสองคันคือ สปิริต และ ออปพอร์ทูนิตี ได้ลงไปท่องสำรวจพื้นผิวของดาวอังคาร รถสำรวจทั้งคู่ได้เจาะ วิเคราะห์ หิน ดิน เพื่อหาร่องรอยของน้ำและข้อมูลอื่นๆ จากข้อมูลที่ได้ ทำให้เราพอจะมั่นใจได้ว่า ดาวอังคารเคยมีน้ำอยู่จริง และนี่คือบทสรุปการสำรวจยกแรกจากภารกิจนี้   องก์แรก : สปิริต           รถหุ่นยนต์สำรวจสปิริตลงจอดบนดาวอังคารก่อนออปพอร์ทูนิตี ถ้า นับตามเวลาประเทศไทย สปิริตลงสู่ดาวอังคารในช่วงเที่ยงของวันที่ 4 มกราคม พ.ศ. 2547 ในหลุมอุกกาบาต กูเชฟ (Gusev crater) ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 160 กิโลเมตร และมีร่องรอยการมีน้ำอยู่เมื่อนานมาแล้ว         จากเครื่องสเปกโทรมิเตอร์ ทำให้เราทราบว่าพื้นผิวที่กูเชฟนั้นมีคาร์บอเนตเป็นองค์ประกอบสูงกว่าค่าเฉลี่ยของพื้นผิวดาวอังคารทั่วไป  ในดินมีเหล็ก ซิลิคอน คลอรีน กำมะถัน ซึ่งเป็นเรื่องธรรมดา แร่ธาตุใหม่ที่พบก็คือสังกะสีกับนิกเกิล ดินมีความพรุนสูงแต่ก็ต้านการกดอัดได้ดี เมื่อสปิริตสำรวจดินเรียบร้อยแล้ว มันก็เริ่มย่ำดาวอังคารไปศึกษาก้อนหินที่ชื่อ อดิรอนแดก (Adirondack) ก่อนที่ระบบหน่วยความจำจะล้มเหลวจนทำให้มันต้องหยุดการทำงานไปเป็นเวลานาน แต่มันก็สามารถกลับมาทำงานได้อีกครั้ง    ที่นี่มีน้ำ            เมื่อสปิริตเริ่มสำรวจหินต่างๆ มันก็พบหลักฐานเกี่ยวกับน้ำในอดีตที่หลุมอุกกาบาตกูเชฟนี้จากหินชื่อ ฮัมฟรีย์ (Humphrey) หินนี้มีขนาด 60 เซนติเมตร ภายในมีวัตถุสุกสว่างที่ดูคล้ายกับผลึกแร่ที่เกิดจากน้ำ         สปิริตใช้การขูดเนื้อหินลงไปลึกสองมิลลิเมตรเพื่อให้แน่ใจว่าสิ่งที่เห็นในรอยแตกของหินไม่ใช่ฝุ่นที่ปลิวมาเกาะผิวหน้าหิน ถ้าเราพบหินก้อนนี้บนโลก เราจะบอกว่ามันเป็นหินภูเขาไฟที่มีของเหลวไหลผ่านมัน ของเหลวที่มีแร่ละลายอยู่อาจไหลผ่านไปในแมกมาที่ทำให้เกิดหินนี้ หรืออาจไหลมาเจอกับหินในภายหลังก็ได้เหมือนกัน         รถหุ่นยนต์สปิริตได้มุ่งหน้าไปยังหลุมอุกกาบาตที่เรียกว่า บอนเนวิลล์ (Bonneville) นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะเจอหินที่อยู่ใต้ชั้นหินภูเขาไฟที่เป็นผิวหน้าของพื้นผิวดาวอังคารซึ่งจะช่วยไขอดีตของดาวอังคารได้ดีกว่า แต่สุดท้ายแล้ว รถหุ่นยนต์สปิริตก็ไม่ได้ลงไปสำรวจในบอนเนวิลล์ แต่มุ่งตรงไปยังเนินโคลัมเบีย (Columbia hill) แทน เนื่องจากหินที่ บอนเนวิลล์ไม่ได้หลุดมาจากชั้นหินที่ลึกพอให้เราศึกษาเรื่องราวในอดีตตามที่ต้องการได้ ส่วนเนินโคลัมเบียเป็นเกาะของหินเก่าที่รายล้อมด้วยหินภูเขาไฟที่อายุน้อยกว่า มีความน่าสนใจมากกว่า แต่เนินนี้อยู่ไกลออกไป 2.3 กิโลเมตร      เมื่อขัดหินมาซัตซาล จะเห็นส่วนสีเทาเข้มซึ่งเป็นส่วนที่เคลือบผิวหินอยู่และหลงเหลือจากการขัด(ลูกศรสีฟ้า) ขอบของมันจะมีสีสว่าง(ลูกศรสีเหลือง) รอยแตกภายใน(ลูกศรสีแดง)อาจจะเคยมีน้ำที่มีแร่อยู่         เมื่อสปิริตเดินทางไปถึงเนินโคลัมเบีย หินที่ชื่อ มาซัตซัล (Mazatzal) ที่ตีนเนินบอนเนวิลล์ก็ให้เรื่องราวเกี่ยวกับน้ำบนดาวอังคารกับนักวิทยาศาสตร์ เป็นหลักฐานของน้ำปริมาณน้อยๆ ที่อาจจะเป็นน้ำใต้ดิน โดยได้หลักฐานมาจากรูปแบบของชั้นที่เคลือบหินหลายๆ ชั้น รวมกับรอยแตกซึ่งมีแร่ธาตุที่มีการแปรเปลี่ยนสภาพทางเคมี         สปิริตทำการขูดหินจากชั้นนอกของมาซัตซัลที่มีสีแทนลงไปเจอชั้นที่มีสีเทาเข้ม เมื่อศึกษาส่วนนี้เสร็จแล้ว มันก็ขูดลึกเข้าไปในเนื้อหินอีก และพบชั้นที่มีสีเทาอ่อนพร้อมเส้นที่มีลักษณะสว่างพาดผ่านชั้นทั้งสองนี้ เส้นที่เกิดขึ้นน่าจะมาจากการที่น้ำไหลผ่านเข้าไปทำให้เกิดรอยแตก และแร่ธาตุในน้ำก็ตกผลึกออกมาฝังตัวในรอยแตกนี้ ลักษณะของผิวสีที่ต่างกันและเส้นสว่างภายในหินนี้น่าจะเป็นผลจากช่วงเวลาที่ต่างกันสามช่วงของหิน นั่นคือ หินโดน กลบฝัง เกิดการแปรเปลี่ยนทางเคมีจากของเหลว แล้วก็โผล่ขึ้นมาเหนือพื้นผิวอีกครั้ง         ข้อมูลจากเครื่องสเปกโทรมิเตอร์อนุภาคอัลฟารังสีเอกซ์ช่วยให้เราทราบองค์ประกอบทางเคมีในหินนี้ เราพบว่าสัดส่วนของโบรมีนกับคลอรีนภายในหินมีค่าสูงผิดสังเกต ซึ่งน่าจะเป็นสัญญาณของการแปรเปลี่ยนทางเคมีที่เกิดจากน้ำ    องค์ที่สอง : ออปพอร์ทูนิตี           รถสำรวจที่ชื่อออปพอร์ทูนิตีนั้น ได้ลงสู่ดาวอังคารในบริเวณที่เรียกว่า เมอริดีอานี พลานัม (Meridiani Planum) เป็นพื้นที่ซึ่งอยู่ต่ำกว่าเส้นศูนย์สูตรของดาวอังคารไปทางใต้สององศา และอยู่ทางตะวันตกของเส้นไพร์มเมอริเดียนหกองศา โดยลงจอดในวันที่ 25 มกราคม พ.ศ. 2547 ตามเวลาประเทศไทย เป็นการลงจอดในหลุมอุกกาบาตขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 22 เมตร มีคนเรียกการลงจอดครั้งนี้ว่าเป็นการทำโฮล อิน วันเลยทีเดียว         ออปพอร์ทูนิตีเริ่มต้นด้วยการสำรวจรอบๆ จุดลงจอดซึ่งเป็นหลุมอุกกาบาตที่ได้ชื่อว่า “หลุมอุกกาบาตอินทรี” (Eagle crater) และเราได้เห็นแนวหินโผล่ของหินดานไกลออกไปประมาณ 10 เมตร แนวหินโผล่นี้ยาวหนึ่งในสามของหลุมอุกกาบาตที่ออปพอร์ทูนิตีลงจอด  นักวิทยาศาสตร์ตื่นเต้นกันมากกับแนวหินโผล่นี้ แต่เมื่อลองทำการวัดขนาดดูแล้ว หินโผล่เหล่านี้มีขนาดสูงประมาณ 30 เซนติเมตรเท่านั้น         หินดานที่โผล่พ้นดินขึ้นมานี้มีชั้นบางๆ ซึ่งหนาราวๆ หนึ่งเซนติเมตร ร่องรอยแบบนี้บ่งถึงตะกอนทับถมของหินซึ่งอาจเกิดขึ้นในน้ำหรือโดนลมพัดมาทับกัน หรือแม้แต่เกิดจากเถ้าภูเขาไฟที่ตกลงมาจากท้องฟ้าก็ได้ นอกจากนี้หินโผล่พวกนี้ยังมีชั้นหินหนาอยู่ด้วยเหมือนกัน   มีอะไรที่หินโผล่             สองสัปดาห์หลังจากลงจอด เมื่อออปพอร์ทูนิตีสำรวจรอบตัวและเตรียมความพร้อมเรียบร้อยแล้ว มันก็ได้เคลื่อนที่มุ่งตรงไปยังแนวหินโผล่โดยเริ่มต้นที่ “เขาหิน” หรือ Stone Mountain ซึ่งกล้องของออปพอร์ทูนิตีตรวจพบกรวดกลมแบบเดียวกับที่พบในดิน ภาพระยะใกล้ยังเห็นหินกลมๆ เม็ดหนึ่งย้อยลงมาจากชั้นตะกอนหินด้วย หินกลมๆ พวกนี้มีชื่อเล่นว่า บลูเบอรี่ ถ้าดูจากรูปร่างแล้ว หินกลมนี้อาจเกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ หรือหยดหินหลอมละลายจากการชนด้วยอุกกาบาต หรือจากการจับตัวเป็นก้อนของแร่ธาตุจากสารละลายในโพรงของหินที่แช่น้ำอยู่ก็ได้         เม็ดหินกลมเหล่านี้เป็นสิ่งที่นักธรณีวิทยาเรียกว่ามวลสารพอก เป็นเหมือนลูกปัดที่ก่อตัวขึ้นจากสารเคมีที่เจือปนอยู่ในชั้นหินเมื่อมีน้ำซึมผ่านเข้าไป ลูกปัดนี้อาจจะเกิดขึ้นในขณะที่น้ำซึมเข้าไปล้อมเม็ดแร่ธาตุในชั้นหินนั้น ลักษณะเดียวกับการที่หอยมุกสร้างสารเคลือบเม็ดทรายที่เข้าไปในตัวมันจนกลายเป็นไข่มุกนั่นเอง      ก้อน “บลูเบอรี่” ที่พบในหินชื่อ “อ่างเบอรี่” (Berry Bowl) บลูเบอรี่นี้เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อม ที่เป็นน้ำ         เม็ดหินบลูเบอรี่เหล่านี้แต่ละก้อนมีขนาดเล็กจนไม่สามารถวิเคราะห์เม็ดเดี่ยวๆ ได้ แต่ก็ยังมีบลูเบอรี่ที่เกาะกันเป็นกลุ่มให้ศึกษาที่หินที่เรียกว่า “อ่างเบอรี่” (Berry Bowl) โดยที่ออปพอร์ทูนิตีใช้มอสเบาเออร์ สเปกโทรมิเตอร์ในการวิเคราะห์ เครื่องมือตัวนี้ช่วยระบุแร่ธาตุที่มีเหล็กเป็นหลัก เมื่อออปพอร์ทูนิตีตรวจกลุ่มบลูเบอรี่ในหินนี้เทียบกับบริเวณที่ไม่มีบลูเบอรี่ก็พบความแตกต่างอย่างชัดเจน ทำให้นักวิทยาศาสตร์สรุปว่า องค์ประกอบหลักของบลูเบอรี่ก็คือแร่ฮีมาไทต์ บนโลกนั้น ฮีมาไทต์ขนาดเท่าเม็ดผลึกภายในเม็ดหินกลมนี้จะเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำ         หลังจากที่ออปพอร์ทูนิตีสำรวจ “เขาหิน” แล้ว มันก็มุ่งหน้าไปตามแนวหินโผล่ต่อไปยังหินที่เรียกว่า เอล แคปพิทัน (El Capitan) ซึ่งระหว่างทางมันก็ได้ขุดพื้นดินลึก 10 เซนติเมตร แล้วใช้กล้องจุลทรรศน์ดูองค์ประกอบในดินซึ่งก็พบก้อนกลมที่มีผิวสว่างคล้ายกับถูกกระทำด้วยน้ำด้วย         ที่เอล แคปพิทันนั้น ออปพอร์ทูนิตีได้ใช้เครื่องสเปกโทรมิเตอร์สำรวจอย่างละเอียด และขัดผิวด้านบนและด้านล่างของหินโผล่นี้ สิ่งที่พบก็คือ โพรงช่องว่างเล็กๆ อยู่ในหิน โพรงพวกนี้เกิดขึ้นเมื่อผลึกแร่ที่เกิดขึ้นภายในเนื้อหินซึ่งแช่อยู่ในน้ำที่มีเกลืออยู่ และต่อมาก็หลุดออกไป ซึ่งอาจเป็นการกร่อนหลุดร่วงไป หรือการละลายน้ำหายไป นี่เป็นอีกข้อสังเกตหนึ่งที่ว่าพื้นที่เมอริดีอานีเคยมีน้ำอยู่มากในอดีตของดาวอังคาร         นอกจากนี้เรายังพบร่องรอยที่แสดงว่าจุดที่ออปพอร์ทูนิตีลงจอดเคยเป็นแหล่งน้ำมาก่อน รูปแบบการวางตัวของชั้นหินบางๆ ที่แสดงถึงตะกอนขนาดเท่าเม็ดทรายและจับตัวเรียงกันเป็นรอยริ้วคลื่นในแหล่งน้ำที่ลึกอย่างน้อยห้าเซนติเมตรที่ไหลด้วยความเร็ว 10-50 เซนติเมตรต่อวินาที (รอยริ้วคลื่นอาจเกิดได้ทั้งจากลมและน้ำ แต่ก็มีความแตกต่างกัน เรารู้ว่ารอยริ้วบางอันในหินโผล่เกิดจากลม แต่ที่เหลือนั้นเกิดจากน้ำไหล)                                                 โดย... ไพรัตน์ ยิ้มวิลัย อ่านเรื่องของผลการสำรวจดาวอังคารของสปิริตและออปพอร์ทูนิตีอย่างละเอียดพร้อมภาพประกอบได้จากนิตยสาร UpDATE ฉบับ 202 กรกฎาคม 2547 พบกับเรื่องนี้ได้ที่ : http://update.se-ed.com/202/rover_result.htm กลับไปหน้าเรื่องจากปก   UpDATE นิตยสารรายเดือน ราคาฉบับละ 60 บาท http://update.se-ed.com อัตราสมาชิก 12 ฉบับ 720 บาท จัดพิมพ์โดย บริษัท ซีเอ็ดยูเคชั่น จำกัด(มหาชน) อาคารเนชั่นทาวเวอร์ ชั้น 19 เลขที่ 46/87-90 ถ.บางนา-ตราด แขวงบางนา เขตบางนา กรุงเทพฯ 10260 โทร.0-2751-5800, 0-2751-4175 โทรสาร 0-2751-5059 E-mail : update@se-ed.com