How the Comet Crumbles: Mass Wasting Drives Outbursts on Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko

غالباً ما تُتخيل المذنبات ككرات ثلج متسخة تنجرف بصمت عبر الظلام، لكنها في الواقع عوالم نشطة ومتغيرة. فبينما يقترب المذنب من الشمس، تتسبب الحرارة في تحول جليده المتجمد مباشرة إلى غاز، وهي عملية تؤدي إلى قذف الغبار والصخور بعيداً عن السطح. وأحياناً، يكون هذا النشاط مستقراً، مثل نسيم لطيف، وفي أحيان أخرى، ينفجر في هيئة اندفاعات عنيفة. هذه أحداث قصيرة ومكثفة حيث يمكن للمذنب أن يقذف مئات الأطنان من المواد في دقائق معدودة، مما يخلق وميضاً مفاجئاً وساطعاً في السماء. لعقود من الزمن، راقب العلماء هذه الانفجارات من الأرض ومن المركبات الفضائية، لكنهم واجهوا صعوبة في فهم ما يحدث فعلياً على الأرض عند وقوع أحدها. هل تمزق هذه الانفجارات السطح، أم أنها تنطلق ببساطة من مشهد طبيعي مستقر؟ الإجابة مهمة لأنها تخبرنا كيف تتغير هذه الأجرام الجليدية القديمة بمرور الوقت وهل قد تتفكك تماماً في النهاية.

لقد نجحت دراسة جديدة ركزت على المذنب 67P/تشوريوموف-جيراسيمينكو، وهو العالم الجليدي الذي زارته مهمة "روزيتا" التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، في أخيراً الربط بين هذه الانفجارات والتغيرات الفيزيائية على سطح المذنب. فمن خلال المراجعة الدقيقة لآلاف الصور التي التقطتها "روزيتا"، اكتشف الباحثون أن كل انفجار حظي بتغطية تصويرية كافية كان مصحوباً بتغير مرئي في المشهد الطبيعي. وتنقض هذه النتيجة الفكرة التي سادت طويلاً بأن الانفجار يحدث أولاً ثم يشتت السطح؛ بل تُظهر الأدلة أن السطح يتداعى ويفشل بالفعل قبل بدء الانفجار. فالاندفاع ليس هو سبب الضرر، بل هو نتيجته.

قام الفريق، بقيادة باحثين من جامعة براون ومؤسسات أخرى، بإعادة فحص الأرشيف الكامل للصور من مهمة "روزيتا". وبينما ربطت الدراسات السابقة ستة انفجارات فقط بالتغيرات السطحية، فقد وسع التحليل الجديد، باستخدام أدوات متطورة لمحاذاة الصور الملتقطة من زوايا ومسافات مختلفة، هذا العدد إلى 43 حالة مؤكدة. وقد صنف الباحثون هذه الأحداث في 3-37 منطقة متميزة على سطح المذنب. وفي كل منطقة من هذه المناطق التي كانت فيها البيانات واضحة بما يكفي للرؤية، كان الأرض قد تغيرت. لم تكن التغييرات عشوائية أو فوضوية، بل أشارت جميعها إلى عملية واحدة: "الانهيار الكتلي" (mass wasting). وهذا مصطلح جيولوجي يشير إلى حركة الصخور والتربة تحت تأثير الجاذبية، بشكل يشبه الانهيارات الأرضية أو انهيار المنحدرات على الأرض، ولكن يحدث في الجاذبية المنخفضة لمذنب.

وكشفت الدراسة أن هذا التداعي يحدث بطرق مختلفة، اعتماداً على نوع الأرض. ففي بعض الأماكن، كانت منحدرات ضخمة من الجليد والصخر الصلب تنهار ببساطة؛ حيث انفصلت كتل كبيرة، يصل عرض بعضها إلى عشرات الأمتار، وتدحرجت للأسفل، وتفتتت أحياناً إلى قطع أصغر أثناء سقوطها. وفي مناطق أخرى، كانت الأرض مكونة من مواد حبيبية سائبة، مثل كومة من الرمل أو الحصى؛ وهنا، كانت حواف التضاريس تتراجع ببطء، بوصة بوصة، على مدار أسابيع أو أشهر، بينما تنزلق المادة السائبة بعيداً. وفي حالات قليلة، انهارت الأرض نحو الداخل لتشكل حفرًا جديدة أو لتجعل الحفر الموجودة أكبر. ورغم اختلاف هذه المظاهر، إلا أن الآلية الأساسية كانت واحدة: المادة السطحية، التي أضعفتها تغيرات درجات الحرارة وإجهاد رحلة المذنب، فقدت قوتها وفشلت.

والأهم من ذلك أن توقيت هذه الأحداث يروي قصة محددة. ففي الحالات القليلة التي كانت فيها الصور متواترة بما يكفي لالتقاط تسلسل الأحداث، رأى الباحثون أن السطح يفشل قبل الانفجار. فعلى سبيل المثال، في أحد المناطق، تحرك صخر كبير من مكانه وانزلق على منحدر قبل أيام من اندفاع سحابة من الغاز والغبار من ذلك الموقع بالضبط. وفي منطقة أخرى، بدأ حافة منحدر في التراجع، ومع حدوث ذلك، بدأت أعمدة صغيرة بالظهور من الأرض المكشوفة حديثاً. هذا التسلسل يشير إلى سلسلة واضية من الأحداث: مع ارتفاع حرارة المذنب، يتشقق السطح ويضعف. وفي النهاية، ينهار جزء من الأرض أو ينزلق بعيداً. هذه الحركة تنزع طبقة الأتربة والصخور التي كانت تغطي الجليد بالأسفل. وبمجرد زوال تلك الطبقة الواقية، يتعرض الجليد المدفون فجأة لأشعة الشمس ويبدأ في التبخر بسرعة. وهذا التحرر السريع للغاز يخلق الضغط الذي يطلق الاندفاع الهائل الذي نراه من الفضاء.

ويرى الباحثون أن هذه العملية هي على الأرجح الطريقة الرئيسية التي تتآكل بها المذنبات وتتغير أشكالها بمرور الوقت. فليست الانفجارات وحدها هي التي تعيد تشكيل المذنب، بل التداعي البطيء والمستمر الذي يؤدي إليها. كما وجدت الدراسة أن نوع الغاز المنبعث أثناء الاندفاع لا يتطابق دائماً مع نوع انهيار الأرض؛ فبعض الانفجارات الناتلة عن انهيار المنحدرات كانت غنية بثاني أكسيد الكربون، بينما كانت أخرى تتكون أساساً من بخار الماء، مما يوضح أن تكوين الغاز يعتمد على الطبقة المحددة من الجليد التي انكشفت، وليس فقط على كيفية تكسر الأرض. وهذا يعني أنه من خلال مراقبة الاندفاع، يمكن للعلماء التعرف على طبقات الجليد المخفية داخل المذنب، حتى لو لم يتمكنوا من رؤية السطح مباشرة.

إن هذا الفهم الجديد يغير نظرتنا للمذنبات؛ فهي ليست مجرد كرات جليدية ساكنة تنفجر من حين لآخر، بل هي عوالم ديناميكية حيث يفشل السطح باستمرار ويعيد تشكيل نفسه. والإنفجارات ليست سوى العلامة الأكثر دراماتيكية لهذه العملية المستمرة. وبينما وفرت مهمة "روزيتا" أفضل البيانات التي جُمعت على الإطلاق، يشير الباحثون إلى أن سطح المذنب يتغير على الأرجح بطرق أصغر بكثير يصعب معها إحداث انفجار مرئي. ومن المحتمل أن هذه الإخفاقات الصغيرة تحدث طوال الوقت، مما يؤدي إلى طحن تضاريس المذنب ببطء. وتؤكد الدراسة أنه بالنسبة للمذنب 67P، وللمذنبات الأخرى على الأرجح، فإن قصة تطوره مكتوبة في الغبار والحطام الناتج عن سطحها المتداعي.