"Marsquakes" แผ่นดินไหวบนดาวอังคาร ที่นาซ่าพยายามไขคำตอบ

“Marsquakes” แผ่นดินไหวบนดาวอังคารที่นาซ่าพยายามไขคำตอบ

ศิลปินสร้างภาพกราฟิฟจำลองยานอินไซต์บนพื้นผิวดาวอังคาร
ศิลปกรรมโดย นาซ่า

 

“Marsquakes” แผ่นดินไหวบนดาวอังคาร ที่นาซ่าพยายามไขคำตอบ

ข่าวน่ายินดีเมื่อค่ำคืนที่ผ่านมา เมื่อองค์การนาซ่าประกาศความสำเร็จของ “ยานสำรวจอินไซต์” หลังลงจอดบนพื้นผิวดาวอังคารบนที่ราบ Elysium Planitia ซึ่งตั้งอยู่ทางตอนเหนือของเส้นศูนย์สูตรดาวอังคารตามแผนที่วางไว้ จุดลงจอดนี้เหมาะสมอย่างยิ่งเพราะมีพื้นผิวที่เรียบและมีระดับความสูงไม่มาก อีกทั้งยังได้รับแสงสว่างในแต่ละวันอย่างเพียงพอ ซึ่งให้พลังงานแก่ยานที่ลงจอด และช่วยให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของยานไม่จับตัวเป็นน้ำแข็ง

สิ่งที่หลายคนเอาใจช่วยสำหรับการลงจอดเมื่อคืนนี้ ก็คือการผ่าน “7 นาทีแห่งความหวาดกลัว” มาได้ ช่วงเวลาดังกล่าวหมายถึงช่วงเวลาที่ยานอินไซต์กำลังพุ่งเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ และลดระดับความสูงลงจองยังพื้นผิวดาว ทางศูนย์ควบคุมจะไม่สามารถติดต่อยานได้ราว 7 นาที จึงเป็นที่มาของช่วงเวลาแห่งความกังวลใจครั้งใหญ่ ประกอบกับที่ผ่านมามียานสำรวจราว 2 ใน 3 จากทั้งหมดที่ส่งไปไม่สามารถลงจอดสำเร็จได้ อันเนื่องมาจากบรรยากาศของดาวอังคารที่บางเบาคิดเป็น 1% ของบรรยากาศโลก ส่งผลให้ยานเกิดแรงเสียดทานน้อย ทำให้ยานลดความเร็วได้ยากตามไปด้วย

หลังจากยานอินไซต์ลงจอดโดยไม่ได้รับความเสียหาย ทั่วโลกก็มีโอกาสได้ชมภาพถ่ายแรกจากยาน โดยเป็นภาพถ่ายดาวอังคารผ่านฝาครอบเลนส์ที่เต็มไปด้วยฝุ่น นับจากวันนี้เป็นต้นไป ยานอินไซต์จะปฏิบัติภารกิจสำรวจดาวอังคารอยู่ 2 ปีเต็ม ทว่าภารกิจครั้งนี้แตกต่างจากภารกิจอื่นๆ ที่ผ่านมาซึ่งเป็นเพียงการสำรวจบริเวณพื้นผิวดาวอังคารเท่านั้น แต่ยานอินไซต์จะขุดลึกลงไปถึงชั้นดินของดาวอังคาร เพื่อหาคำตอบว่าภายในของดาวอังคารนั้นมีอะไรซ่อนอยู่? ตลอดจนแกนกลางของมันประกอบขึ้นจากอะไร? และหนึ่งในประเด็นสำคัญที่นักวิทยาศาสตร์ต้องการศึกษาก็คือเหตุแผ่นดินไหวบนดาวอังคาร หรือที่เรียกกันว่า “Marsquakes” มันเกิดขึ้นได้อย่างไร?

แผ่นดินไหวบนดาวอังคาร
ภาพถ่ายภาพแรกจากยานสำรวจอินไซต์ หลังลงจอดบนดาวอังคารสำเร็จ
ขอบคุณภาพจาก นาซ่า

 

เมื่อพสุธาสีชาดกัมปนาท

บนโลกของเรา เมื่อเกิดแผ่นดินไหวมีสาเหตุมาจากแผ่นเปลือกโลกที่เคลื่อนตัวเข้าหากัน แยกออกจากกัน หรือชนกัน ในบางพื้นที่แรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหวส่งผลให้เกิดภูเขาไฟระเบิดตามมา หรือในทางกลับกันการระเบิดออกของแมกมาใต้เปลือกโลกก็ก่อให้เกิดการสั่นสะเทือนเช่นกัน ทว่าดาวอังคารแตกต่างจากโลกตรงที่แผ่นเปลือกดาวของมันไม่ได้แตกแยกออกเป็นแผ่นๆ เช่นโลก (หรืออย่างน้อยอาจแยกเป็นแผ่นๆ เช่นกัน เพียงแต่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่พบหลักฐาน)

ปัจจุบันมีทฤษฎีเชื่อกันว่าการที่แผ่นเปลือกดาวของดาวอังคารสงบนิ่งนั้นมีส่วนจากการที่ดาวอังคารปราศจากน้ำ บนโลกน้ำคือหนึ่งปัจจัยที่ส่งผลต่อแผ่นเปลือกโลก บริเวณใดที่มีน้ำบนพื้นผิวหรือในชั้นดินมากก็จะมีความหนาแน่นมาก และส่งผลให้แผ่นเปลือกโลกเกิดการมุดตัว แต่สำหรับดาวอังคารที่นักวิทยาศาสตร์คาดว่าสูญเสียสนามแม่เหล็กไปจนทำให้น้ำระเหยออกไปจากดาวหมดนั้น ส่งผลให้แผ่นเปลือกดาวแห้งและเย็นมานานหลายพันล้านปี จนยากที่จะเกิดการเปลี่ยนแปลงของแผ่นเปลือกดาวชนิดพลิกฟ้าคว่ำแผ่นดินเช่นเดียวกับโลก

ทว่าแม้แผ่นเปลือกดาวของดาวอังคารจะไม่ได้เคลื่อนที่ไปมาเช่นโลก แต่บนดาวอังคารกลับเกิดแผ่นดินไหว แม้จะไม่ได้สั่นสะเทือนรุนแรงมากก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ตั้งสมมุติฐานว่าแผ่นเปลือกดาวบนนั้นเกิดการโก่ง พับ หรืองอขึ้นจากความร้อนที่ไหลเวียนอยู่ภายในในผิวดาว หรืออาจจะเกิดจากการหดตัวของชั้นหิน อันเนื่องมาจากการขาดแคลนน้ำและความหนาวเย็น ซึ่งอุปกรณ์ตรวจจับการสั่นสะเทือนของยานอินไซต์นี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ทราบว่าแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นนั้นมีความรุนแรงมากแค่ไหน และเป็นแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นจากปัจจัยภายในดาว หรือเป็นเพราะแรงสะเทือนจากอุกกาบาตที่ตกลงมากระแทกกันแน่

(นอกจากจะมีแผ่นดินไหวบนดาวอังคารแล้ว รู้หรือไม่ว่าบนดวงจันทร์ก็มีเช่นกัน เรียนรู้เพิ่มเติมได้ที่นี่)

นอกจากนั้นอุปกรณ์ของยานอินไซต์ยังจะขุดเจาะลงไปยังดินเพื่อเก็บข้อมูลความร้อนที่ไหลเวียน เนื่องจากในดาวที่มีโครงสร้างชั้นหินเช่นดาวอังคารนั้นบางดวงกลับไม่เกิดแผ่นดินไหว แต่บางดวงก็ไม่เป็นเช่นนั้น ข้อมูลที่ให้รายละเอียดความลึก องค์ประกอบ ตลอดจนการหมุนของความร้อนภายในจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ไขปริศนาได้มากขึ้น จากการวิเคราะห์โดยนาซ่าเมื่อปี 2012 ระบุว่าแผ่นดินไหวบนดาวอังคารน่าจะมีแรงสั่นสะเทือนอย่างน้อย 7 แมกนิจูด ทว่าหน่วยแมกนิจูดที่ใช้วัดความรุนแรงบนโลกมีความเป็นไปได้สูงมากที่จะคลาดเคลื่อน เนื่องจากแผ่นดินไหวบนดาวอังคารนั้นแตกต่างจากบนโลกตั้งแต่องค์ประกอบของชั้นหิน ไปจนถึงแรงโน้มถ่วง และภูเขาไฟที่มีอายุเป็นพันล้านปี ซึ่งบนโลกของเราไม่มีภูเขาไฟที่เก่าแก่ขนาดนั้น

 

เราจะสนใจแผ่นดินไหวบนดาวดวงอื่นไปทำไม?

คุณผู้อ่านคงคิดว่ายังไงฉันก็ไม่ได้จะสร้างบ้านบนดาวอังคารอยู่แล้ว เหตุใดจะต้องใส่ใจกับแผ่นดินไหวในอวกาศด้วย อันที่จริงงานวิจัยครั้งนี้มีขึ้นเพื่อคนรุ่นหลังของเรามากกว่า การเปิดเผยข้อมูลแผ่นดินไหวบนดาวอังคารไม่เพียงแต่ฉายภาพให้เห็นว่าแผ่นดินไหวเกิดขึ้นได้อย่างไร หากยังแสดงให้เห็นถึงพัฒนาการของมัน

ทีมวิทยาศาสตร์ตั้งใจไว้ว่าจะนำข้อมูลที่เก็บได้นี้ไปสร้างแผนที่ภายในดาวอังคาร แรงสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นผ่านชั้นหินที่ต่างกันจะช่วยให้เราทราบได้ว่าแต่ละพื้นที่มีความหนาของเปลือก เนื้อ และแต่ละชั้นมีความลึกหรือองค์ประกอบอย่างไร ตลอดจนพื้นที่ไหนของดาวที่มีความร้อนข้างใต้อยู่มากกว่าบริเวณอื่น มากไปกว่านั้นคือข้อมูลของแก่นภายในดาวอังคารที่ทุกวันนี้นักวิทยาศาสตร์ยังไม่มั่นใจว่าเป็นของแข็งหรือของเหลว และเมื่อดาวอังคารไม่ได้มีการเคลื่อนที่ของเปลือกดาวทับซ้อนกันไปมาเช่นโลก นั่นหมายความว่าภายในของมันจะยังคงองค์ประกอบเดิมตลอดหลายพันล้านปีที่ผ่านมา ซึ่งหากเป็นเช่นนั้นจริง นี่คือเงื่อนงำสำคัญที่อาจบอกเราได้ว่าดาวเคราะห์หินดวงนี้ถือกำเนิดขึ้นมาได้อย่างไร ไปจนถึงคำถามใหญ่คำถามสำคัญที่ว่า อะไรที่ทำให้ดาวอังคารกลายมาเป็นดาวเคราะห์แห้งแล้งเช่นในปัจจุบัน? เพื่อศึกษาเพิ่มเติมว่าเป็นไปได้ไหมที่มนุษย์ในอนาคตจะอพยพขึ้นไปตั้งถิ่นฐานบนดาวเคราะห์สีแดง

(ในอนาคตลูกหลานของเราจะไปอาศัยอยู่บนดาวอังคาร ประเด็นน่าสนใจจากเวที Ted ที่มียอดผู้เข้าชมหลักล้านในยูทูป (มีซับไทย))

ทั้งหมดทั้งมวลนี้เป็นงานหนักใช่ย่อยสำหรับยานสำรวจอินไซต์ ภายในมีอุปกรณ์กล้องถ่ายภาพมากมาย, Radio Science Experiment (REX) ที่ใช้วัดองค์ประกอบและอุณหภูมิในชั้นบรรยากาศ, Laser RetroReflecter ที่ทำหน้าที่เสมือนดาวเทียม ตลอดจนแขนกล อุปกรณ์ส่งสัญญาณวิทยุ และอุปกรณ์อื่นๆ อีกมากมาย นอกจากนั้นยังมีแอพพิเศษที่จะช่วยแจ้งเตือนเจ้าหน้าที่บนโลก เมื่อแผ่นดินบนดาวอังคารเกิดสั่นสะเทือนขึ้นมาอีกครั้ง เพื่อฝึกซ้อมภารกิจให้แก่บรรดานักบินอวกาศที่กำลังอยู่ระหว่างการเข้าฝึกฝนใช้ชีวิตบนดาวอังคารให้พร้อมรับมืออีกด้วย

จากจุดแสงเล็กๆ ที่บรรพบุรุษของเราเฝ้ามองมาเมื่อครั้งอดีต น่าทึ่งที่ความทะเยอทะยานของมนุษย์นำพาให้เราส่งอุปกรณ์ไปถึงยังจุดแสงดวงนั้นได้ ในอนาคตมนุษยชาติจะพาตนเองขึ้นไปเหยียบยังพื้นดาวอังคารได้ไหม หากภาพประวัติศาสตร์หน้าใหม่จะเกิดขึ้นในช่วงชีวิตเรา คิดแล้วมันช่างน่าตื่นเต้น

 

อ่านเพิ่มเติม

จำลองการใช้ ชีวิตบนดาวอังคาร

 

แหล่งข้อมูล

Are marsquakes anything like earthquakes? NASA is about to find out.

NASA’s InSight Robot Is Listening For Marsquakes. Here’s Why That Rocks

‘Marsquakes’ Could Shake Up Planetary Science

ยานสำรวจ “อินไซต์” ลงจอดบนดาวอังคารสำเร็จ

InSight ยานอวกาศนักธรณีวิทยาแห่งดาวอังคาร สรุปทุกข้อมูล

 

เรื่องแนะนำ

การแลกเปลี่ยนก๊าซ (Gas Exchange)

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดต่างต้องการพลังงาน เพื่อนำมาใช้ในกิจกรรมต่าง ๆ ของการดำรงชีวิต โดยพลังงานส่วนใหญ่ได้มาจากการย่อยสลายโมเลกุลสารอาหารหรือกระบวนการที่เรียกว่า “การแลกเปลี่ยนก๊าซ” (Gas Exchange) และ “ระบบหายใจ” (Respiratory Systems) ซึ่งจำเป็นต้องใช้ก๊าซออกซิเจน (Oxygen: O2) เพื่อก่อให้เกิดปฏิกิริยาเคมีต่าง ๆ โดยสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีกลไกและอวัยวะที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนก๊าซแตกต่างกันออกไปตามความซับซ้อนทางโครงสร้างร่างกาย และสภาพแวดล้อมหรือถิ่นที่อยู่อาศัย ขั้นตอนของกระบวนการหายใจ สามารถแบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอน คือ การหายใจภายนอกเซลล์ (External Respiration หรือ Breathing) คือ การนำอากาศเข้าสู่เซลล์หรือร่างกาย ก่อนเกิดการแลกเปลี่ยนก๊าซระหว่างสิ่งแวดล้อมกับอวัยวะที่ใช้หายใจ เช่น ปอด เหงือก ผิวหนัง ท่อลม และปากใบของพืช เป็นต้น การหายใจภายในเซลล์ (Internal Respiration หรือ Cellular Respiration) คือ ขั้นตอนของการย่อยสลายสารอาหาร เพื่อให้ได้มาซึ่งพลังงาน เป็นกระบวนการที่ต้องอาศัยออกซิเจนและปฏิกิริยาทางเคมีที่สลับซับซ้อน ซึ่งสิ่งมีชีวิตบางชนิดไม่จำเป็นต้องมีกระบวนการหายใจครบทั้ง 2 ขั้นตอน ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เช่น โพรโทซัว […]

การกลายสภาพเป็นทะเลทราย (Desertification)

การกลายสภาพเป็นทะเลทราย นับเป็นอีกหนึ่งผลกระทบสำคัญจากความแปรปรวนของวัฏจักรน้ำ (Hydrological Cycle) ภาวะโลกร้อน (Globla Warming) และการใช้ประโยชน์ที่ดินอย่างไม่เหมาะสมในปัจจุบัน การกลายสภาพเป็นทะเลทราย (Desertification) คือ สภาวะเสื่อมโทรมของดินในพื้นที่แห้งแล้ง จากปัจจัยทางสภาพแวดล้อมต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศโลกหรือผลจากการกระทำของมนุษย์ นอกจากนี้ การกลายสภาพเป็นทะเลทรายยังหมายถึงสภาวะแวดล้อมของพื้นที่ซึ่งสูญเสียความชุ่มชื้นเพราะการขาดน้ำเป็นเวลานาน จนส่งผลให้ดินเกิดการแตกระแหง เสื่อมสภาพลง และเป็นสาเหตุสำคัญที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงอย่างถาวรของสภาพภูมิอากาศโดยรอบและพืชพรรณต่าง ๆ ที่ปกคลุมอยู่ในพื้นที่ การกลายสภาพเป็นทะเลทรายจึงนับเป็นอีกหนึ่งผลกระทบสำคัญจากความแปรปรวนของวัฏจักรน้ำ (Hydrological Cycle) ภาวะโลกร้อน (Globla Warming) และการใช้ประโยชน์ที่ดินอย่างไม่เหมาะสมในปัจจุบัน ปัจจัยที่นำไปสู่ภาวะการกลายสภาพเป็นทะเลทราย สภาพภูมิอากาศ : โดยเฉพาะปริมาณน้ำฝน การคายน้ำ และอุณหภูมิเฉลี่ยในแต่ละพื้นที่ ซึ่งการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศส่งผลโดยตรงต่อภาวะการกลายสภาพเป็นทะเลทราย ทั้งการสูญเสียความชื้นในดิน (Soil Moisture) การสูญเสียหน้าดินจากการชะล้างพังทลาย (Soil Erosion) หรือแม้แต่การสูญเสียแร่ธาตุในดินที่ทำให้เกิดความเสื่อมโทรมในท้ายที่สุด (Soil Degradation) ความเสื่อมโทรมของดินตามธรรมชาติ : การชะล้างพังทลายของดินและการผุพังจากกระแสลมและคลื่นน้ำ (Weathering) ล้วนเป็นสาเหตุสำคัญที่นำไปสู่การสูญเสียคุณสมบัติของดินในด้านต่าง ๆ ทั้งในทางกายภาพ เคมี และชีวภาพ การกระทำของมนุษย์ […]

ทําไมเราถึงชอบสิ่งที่เราชอบ

คุณคิดว่าตัวเองรสนิยมดีใช่ไหมกับ สิ่งที่ชอบ แต่ไม่ใช่ตัวคุณหรอกที่ควรได้รับคําชม นั่นเป็นเพราะพันธุกรรมของคุณ จุลินทรีย์ในตัวคุณ และสิ่งแวดล้อมของคุณต่างหาก คงไม่มีสิ่งใดบ่งบอกถึงความเป็นตัวเราได้ดีเท่ากับรสนิยมของเราอีกแล้ว ไม่ว่าจะเป็นอาหาร ไวน์ คู่รัก หรือผู้ลงสมัครรับเลือกตั้ง รสนิยมของเราเป็นตัวแทนอัตลักษณ์ของเรา จึงฟังดูเข้าท่าถ้าผมจะคิดว่า ความชอบและไม่ชอบของผมก่อร่างสร้างจากการใคร่ครวญอย่างรอบคอบ และการตัดสินใจด้วยเหตุผล ผ่านทางเลือกต่างๆที่ผมพอจะควบคุมได้ แล้วผมก็ได้รู้จักกับ ท็อกโซพลาสมา กอนดิไอ ในงานวิจัยของผมที่โรงเรียนแพทย์ มหาวิทยาลัยอินดีแอนา ผมสังเกตว่าปรสิตเซลล์เดียว ที. กอนดิไอ นี้ สามารถเปลี่ยนพฤติกรรมของเจ้าบ้านที่มันอาศัยอยู่ได้ มันทำให้หนูไม่กลัวแมว ในงานวิจัยบางชิ้นบอกว่า มันอาจเปลี่ยนบุคลิกภาพในมนุษย์ด้วย การศึกษาเหล่านี้ทำให้ผมสงสัยว่า จะมีสิ่งอื่นๆที่เราไม่ได้สังเกต หล่อหลอมให้เราเป็นอย่างที่เราเป็น กำหนดสิ่งที่เราชอบและไม่ชอบหรือเปล่า ตอนผมค้นงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ผมก็พบกับความจริงที่รบกวนใจว่า การกระทำของเราถูกควบคุมด้วยพลังทางชีวภาพที่ซุกซ่อนอยู่ พูดอีกอย่างคือ เราควบคุมรสนิยมส่วนตัวของเราได้น้อยมากหรือไม่ได้เลย พฤติกรรมและความพึงพอใจต่างๆ ของเราได้รับอิทธิพลอย่างลึกซึ้งจากองค์ประกอบทางพันธุกรรม จากปัจจัยทางสิ่งแวดล้อมของเราที่ส่งผลต่อยีน และจากยีนอื่นๆ ที่แทรกซึมเข้ามาในระบบร่างกายจากจุลินทรีย์นับไม่ถ้วนที่อาศัยอยู่ในตัวเรา ผมว่าเรื่องนี้อาจฟังดูไร้สาระ เราถูกสอนว่าเราสามารถเป็นอะไรก็ได้ที่อยากเป็น ทำอะไรก็ได้ที่อยากทำ เรารู้สึกเหมือนเราเลือกหยิบอาหารที่ชอบ เลือกคนที่เรามอบความรักให้ หรือเลือกกาบัตรเลือกตั้งไปตามสัญชาตญาณ การบอกว่าเราเป็นหุ่นยนต์มีเลือดเนื้อที่อยู่ใต้อิทธิพลของพลังที่มองไม่เห็นนั้นเป็นเรื่องบ้าบอคอแตก แต่หลังจากที่ผมถูกใครๆ ถามว่า ทำไมผมถึงไม่ชอบผักหลายชนิดที่คนส่วนใหญ่ชอบกัน ผมรู้สึกเหมือนตัวเองมีบางอย่างผิดปกติ ทำไมผมถึงไม่ชอบบร็อกโคลีนะ […]