أفاق ما بعد الباكالوريا - شعبة العلوم التجريبية

كيف يقيس العلماء الارتفاع على سطح المريخ والاجرام الاخرى؟

يقيس العلماء الارتفاعات على الارض بناء على مستوى سطح البحر

لكن خارج الارض وعلى الكواكب والاجرام الاخرى لا يوجد سطح بحر او ماء سائل بالاساس 

فكيف يقيس العلماء هناك الارتفاعات وعلى اي اساس يقدرونها

وما هي النقطة المرجعية التي يستخدمونها لقياس ارتفاع جبل شارب مثلا على المريخ؟ 

هل ذروته خمسة كيلومترات فوق أدنى نقطة على سطح المريخ؟ أم هو متوسط ​​قطر الكوكب؟

يقول الدكتور سايمون أوتول من المرصد الفلكي الأسترالي: "إنه في الواقع سؤال صعب للغاية"

"يعتقد الكثير من الناس أن الأمر يتعلق فقط بأخذ أعلى وأدنى نقطة على هذا الكوكب وإيجاد المتوسط ​​، لكن الأمر ليس بهذه البساطة"

يقول أوتول: "نظرًا لعدم وجود مستوى سطح البحر على المريخ  فيتم تعريف الارتفاع الصفري او بديل عن سطح البحر كما على الارض عن طريق الضغط الجوي حيث اتفق العلماء على ان افضل نقطة ضغط جوي يتم القياس عليها هي نسبة محدده تبلغ 610.5 باسكال ، أي حوالي ستة مليبار"

"تم اختيار هذه القيمة لأنها النقطة الثلاثية للمياه على سطح المريخ ، حيث يمكن أن يتواجد الماء في حالاته الثلاث كغاز أو سائل أو صلب." عند ضغط كهذا

لقياس ارتفاع الجبل ، أو عمق الوادي أو فوهة البركان ، اعتمد العلماء على البيانات التي تم جمعها عن طريق المركبات الفضائية التي تدور في مدارات

"في هذه الأيام ، عادة ما نستخدم ارتداد الموجات الكهرومغناطيسية عن سطح كوكب للقياس  مثل موجات الرادار وهي الأداة الكلاسيكية والمناسبة لهذه القياسات"

في الآونة الأخيرة ، استخدم العلماء جهاز المسح العالمي بالليزر على المريخ التابع لوكالة ناسا كمقياس للارتفاع  والذي ينقل نبضات الليزر بالأشعة تحت الحمراء باتجاه سطح المريخ بمعدل 10 مرات في الثانية ، لإنتاج خريطة مفصلة للغاية للسطح

طيب كيف يكون الحال عند قياس مرتفع في مكان خالي من الغلاف الجوي وبالتالي خالي من الضغط كالقمر مثلا ؟

يقول أوتول إن القمر مثلا خالي من الغلاف الجوي ولا تصلح معه طريقة القياس باستخدام الضغط الجوي مما جعل العلماء يستخدمون أداة مماثلة وقياس طبوغرافي استخدمت بواسطة مركبة الفضاء المدارية الاستطلاعية القمرية التابعة لناسا لتقديم نموذج طبوغرافي دقيق للقمر

ونظرًا لعدم وجود محيط أو غلاف جوي مهم ، فإن نقطة الارتفاع الصفرية للقمر هي متوسط ​​القطر

قياس الارتفاع على الارض بمستوى سطح البحر

بالعودة إلى الأرض ، يتم استخدام متوسط ​​مستوى سطح البحر كنقطة مرجعية لقياس الارتفاع

حيث يقول أوتول: "يُقاس متوسط ​​مستوى سطح البحر باستمرار بمرور الوقت بسبب الأمواج والمد والجزر والعواصف"

"ونظرًا لوجود الكثير من محطات قياس المد والجزر في الموانئ والموانئ حول العالم ، يمكننا الحصول على قراءة دقيقة حقًا"

لكن أوتول يقول إن هذا المستوى يختلف من محيط إلى آخر مع وجود مخالفات كبيرة تصل إلى مترين

أحد أسباب ذلك هو أن الأرض ليست كرة مثالية. يتسبب دورانها في انتفاخها عند خط الاستواء وتسويتها قليلاً عند القطبين ، مما يؤدي إلى اختلاف حوالي عشرة كيلومترات بين المحيط الاستوائي والمحيط القطبي

تتأثر المحيطات أيضًا بجاذبية الأرض غير الثابتة عبر سطحها. في بعض الأماكن ، توجد كتلة أكبر تحت سطح الأرض ، مما يؤدي إلى قوة جاذبية أقوى قليلاً تجاه المركز. تشكل هذه المخالفات "تلال" و "وديان" لطيفة للغاية ولكنها منتشرة على نطاق واسع عبر سطح المحيط

"كما ترون ، الأمر أكثر تعقيدًا بكثير مما قد يتوقعه المرء."

المصدر

https://www.abc.net.au/science/articles/2013/08/12/3820057.htm

//////////////////////////////////////////////////////////