لون سطح المريخ

يبدو لون سطح كوكب المريخ مائلاً إلى الحمرة من بعيد بسبب الغبار الصدئ الموجود في غلافه الجوي . ^{[ 1 ]} أما من قريب، فيبدو لونه أقرب إلى لون الكراميل ، ^{[ 1 ]} وتشمل ألوان سطحه الشائعة الأخرى الذهبي والبني والبيج والأخضر، وذلك تبعاً للمعادن الموجودة فيه. ^{[ 1 ]}

مكّن اللون الظاهر لسطح المريخ البشر من تمييزه عن الكواكب الأخرى في بدايات التاريخ البشري، وحفّزهم على نسج حكايات الحرب المرتبطة به. أحد أقدم أسمائه المسجلة، " هار ديشر "، يعني حرفيًا "الأحمر" في اللغة المصرية القديمة . ^{[ 2 ]} ربما ساهم لونه أيضًا في ربطه بنظرة سلبية في علم التنجيم الهندي ، حيث أُطلق عليه اسما "أنجاراكا" و "لوهيتانجا" ، وكلاهما يعكس اللون الأحمر المميز للمريخ كما يُرى بالعين المجردة. ^{[ 2 ]}

تشير الملاحظات الحديثة إلى أن احمرار سطح المريخ سطحي. يبدو سطح المريخ محمرًا بشكل أساسي بسبب طبقة غبار منتشرة (يتراوح قطر جزيئاتها عادةً بين 3  و45  ميكرومترًا ^{[ 3 ] [ 4 ]} )، ويبلغ سمكها عادةً بضعة ملليمترات. حتى في المناطق التي تتراكم فيها هذه الرواسب الكثيفة من الغبار المحمر، مثل منطقة ثارسيس، فمن المرجح ألا يتجاوز سمك طبقة الغبار مترين (6.6 قدم) ^{[ 5 ]} . لذلك، يُعد الغبار المحمر في جوهره طبقة رقيقة للغاية على سطح المريخ، ولا يُمثل بأي حال من الأحوال الجزء الأكبر من باطن سطحه. 

يُعزى اللون الأحمر لغبار المريخ في الغالب إلى الخصائص الطيفية لأكاسيد الحديد النانوية (npOx) التي تهيمن على الطيف المرئي. لم تُحدد المعادن النانوية لأكاسيد الحديد النانوية بشكل كامل، ولكن يُحتمل أن يكون الهيماتيت الأحمر النانوي البلوري (α-Fe₂O₃ ₎ هو _المكون الرئيسي من حيث الحجم، ^{[ 6 ]} على الأقل عند عمق أخذ العينات الذي يقل عن 100 ميكرومتر ^{[ 7 ]} _{لأجهزة الاستشعار عن بُعد بالأشعة تحت الحمراء مثل جهاز OMEGA على} متن مركبة Mars Express. أما باقي الحديد في الغبار، والذي قد يصل إلى 50% من كتلته، فقد يكون موجودًا في الماغنيتيت الغني بالتيتانيوم ( Fe₃O₄ ₎ . ^{[ 8 ]} عادةً ما يكون الماغنيتيت أسود اللون مع خط أسود، ^{[ 9 ]} ولا يُساهم في اللون الأحمر للغبار. 

تزيد النسبة الكتلية للكلور والكبريت في الغبار عن تلك التي تم رصدها (بواسطة مركبتي استكشاف المريخ "سبيريت" و " أوبورتيونيتي ") في أنواع التربة في فوهة غوسيف وهضبة ميريدياني . كما يُظهر الكبريت في الغبار ارتباطًا إيجابيًا مع أكسيد البيروكسين النانوي (npOx). ^{[ 10 ]} يشير هذا إلى أن التغيرات الكيميائية المحدودة جدًا الناتجة عن طبقات رقيقة من المحلول الملحي (والتي يُسهّلها تكوّن الصقيع من بخار الماء الجوي ₎ قد تُنتج جزءًا من أكسيد البيروكسين النانوي. ^{[ 10 ]} بالإضافة إلى ذلك، تُشير عمليات الرصد عن بُعد للغبار الجوي (الذي يُظهر اختلافات طفيفة في التركيب وحجم الحبيبات عن غبار السطح) إلى أن الحجم الكلي لحبيبات الغبار يتكون من فلسبار بلاجيوكلاز وزيوليت ، إلى جانب مكونات ثانوية من البيروكسين والأوليفين . ^{[ 11 ]} يمكن توليد هذه المواد الدقيقة بسهولة عن طريق التعرية الميكانيكية من البازلت الغني بالفلسبار ، مثل الصخور الموجودة في المرتفعات الجنوبية على سطح المريخ. ^{[ 11 ]} تشير هذه الملاحظات مجتمعة إلى أن أي تغيير كيميائي للغبار بفعل النشاط المائي كان طفيفًا للغاية.

توجد عدة عمليات يمكن أن تُنتج أكسيد الفوسفور النانوي (npOx) كناتج أكسدة دون تدخل الأكسجين الحر (O₂ ₎ . وقد تكون واحدة أو أكثر من هذه العمليات قد سادت على سطح المريخ، إذ تشير نماذج الغلاف الجوي على مدى فترات زمنية جيولوجية إلى أن الأكسجين الحر (O₂) ₍ المُتولد في الغالب عن طريق التفكك الضوئي للماء (H₂O ₎ ) ^{[ 12 ]} ربما كان دائمًا عنصرًا ضئيلًا بضغط جزئي لا يتجاوز 0.1 ميكروباسكال (μPa). ^{[ 13 ]}

تتضمن إحدى العمليات غير المعتمدة على الأكسجين (O₂ ₎ تفاعلاً كيميائياً مباشراً بين الحديدوز (Fe²⁺ ⁾ (الموجود عادةً في المعادن النارية النموذجية) أو الحديد المعدني (Fe) مع الماء (H₂O ₎ لإنتاج الحديديك (Fe³⁺ ⁽ aq))، والذي يؤدي عادةً إلى تكوين هيدروكسيدات مثل الجيوثايت (FeO•OH) ^{[ 12 ]} في ظل الظروف التجريبية. ^{[ 14 ]} على الرغم من أن هذا التفاعل مع الماء (H₂O ₎ غير مفضل من الناحية الديناميكية الحرارية، إلا أنه قد يستمر مع ذلك، نتيجة الفقدان السريع للهيدروجين الجزيئي (H₂ ₎ الناتج الثانوي. ^{[ 13 ]} يمكن تسهيل التفاعل بشكل أكبر بواسطة ثاني أكسيد الكربون (CO₂) وثاني أكسيد الكبريت (SO₂) المذابين _، مما _يخفض درجة حموضة أغشية المحلول الملحي ويزيد من تركيز أيونات الهيدروجين الأكثر تأكسداً (H⁺ ⁾ . ^{[ 14 ]}

 مع ذلك، تتطلب عملية تحلل هيدروكسيدات الحديد ^{الثلاثي} (Fe³⁺) مثل الجيوثايت إلى هيماتيت درجات حرارة أعلى عادةً (حوالي 300 درجة مئوية). وقد يعكس تكوّن الرماد البركاني البالاغونيتي على المنحدرات العليا لبركان ماونا كيا هذه العمليات، بما يتوافق مع أوجه التشابه الطيفية والمغناطيسية المثيرة للاهتمام بين الرماد البركاني البالاغونيتي وغبار المريخ. ^{[ 15 ]} وعلى الرغم من الحاجة إلى هذه الظروف الحركية، فإن الظروف الجافة طويلة الأمد وانخفاض الرقم الهيدروجيني على سطح المريخ (مثل طبقات المحلول الملحي اليومية) قد تؤدي في النهاية إلى تحول الجيوثايت إلى هيماتيت نظرًا لاستقرار الأخير من الناحية الديناميكية الحرارية. ^{[ 14 ]}

_{قد يتأكسد الحديد (Fe )} وأيون الحديد الثنائي (Fe²⁺ ) بفعل بيروكسيد الهيدروجين (H₂O₂). على الرغم من أن وفرة H₂O₂ ^في _{الغلاف الجوي} للمريخ _منخفضة للغاية ، [ ^{13 ] إلا} أنه يبقى لفترة طويلة ويُعدّ مؤكسدًا أقوى بكثير من الماء (H₂O ₎ . وقد لوحظت تجريبيًا أكسدة الحديد الثلاثي (Fe³⁺) بفعل H₂O₂ ⁽ _{عادةً على} شكل معادن مائية). ^{[ 14 ]} إضافةً إلى ذلك، فإن انتشار البصمة الطيفية لأكسيد الحديد الثلاثي ألفا (α-Fe₂O₃ ) _{، دون} معادن الحديد ^{الثلاثي} المائية ، يُعزز احتمالية تكوّن أكسيد الحديد النانوي (npOx) حتى بدون وجود وسائط غير مفضلة ديناميكيًا حراريًا مثل الجيوثايت. ^{[ 6 ]}

توجد أيضًا أدلة تشير إلى إمكانية تكوّن الهيماتيت من الماغنيتيت خلال عمليات التعرية. تُظهر التجارب التي أُجريت في مختبر محاكاة المريخ بجامعة آرهوس في الدنمارك أنه عند تقليب خليط من مسحوق الماغنيتيت ورمل الكوارتز وجزيئات غبار الكوارتز في قارورة، يتحول جزء من الماغنيتيت إلى هيماتيت، مما يُكسب العينة لونًا أحمر. التفسير المقترح لهذه الظاهرة هو أنه عند تكسير الكوارتز بفعل الطحن، تنكسر بعض الروابط الكيميائية على الأسطح المكشوفة حديثًا؛ وعندما تتلامس هذه الأسطح مع الماغنيتيت، قد تنتقل ذرات الأكسجين من سطح الكوارتز إلى الماغنيتيت، مُشكّلةً الهيماتيت. ^{[ 16 ]}

تشير صورٌ بألوانٍ طبيعيةٍ تقريبًا من مهمتي مركبة مارس باثفايندر ومركبة استكشاف المريخ إلى أن سماء المريخ قد تبدو حمراء للعين البشرية أيضًا.  وقد يكون امتصاص جزيئات الغبار لأشعة الشمس في نطاق 0.4-0.6 ميكرومتر هو السبب الرئيسي لاحمرار السماء. ^{[ 17 ]}  وقد يُسهم تشتت الفوتونات بواسطة جزيئات الغبار عند أطوال موجية في حدود 3 ميكرومتر، ^{[ 4 ]} والتي تقع في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة، في زيادة هذا الاحمرار مقارنةً بتشتت رايلي بواسطة جزيئات الغاز. ^{[ 18 ]}

• ناسا - المريخ في دقيقة: هل المريخ أحمر حقاً؟
• ContactInContext - المريخ، الكوكب "البني الذهبي" (وليس الأحمر)؟ مؤرشف بتاريخ 22 يناير 2016 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).