21 فروردین ماه 1388 (مطلب شماره 100)
وجود فصل ها، یکی از حیاتی ترین نیازهای هر موجود زنده بر روی زمین است. هزاران سال است که بشر زندگی خود را مطابق با تغییرات فصول تنظیم نموده و مهمتر از آن، رفتار طبیعت سیاره زمین، معلول مستقیم این تغییرات است. اما آیا وجود فصل ها، همانند بسیاری از ویژگی های دیگر، تنها مختص سیاره زمین است؟

در جریان تغییر فصل ها در مریخ، تمامی این سیاره در لفافه ای از غبار قرمز رنگ پوشیده می شود که دلیل آن وقوع طوفان های سهمگین مریخی است. عکس از : مدارگرد اودیسه مریخ - ناسا

 پاسخ این سؤال منفی است. اجازه بدهید ابتدا مکانیسم ایجاد فصل ها را در زمین مورد بررسی قرار دهیم. بسیاری از افراد تصور می کنند که دلیل پدید آمدن فصل ها بر روی زمین، دور و نزدیک شدن این سیاره نسبت به خورشید است. اما اختلاف فاصله دورترین و نزدیک ترین نقطه مدار زمین تا خورشید (4999627 کیلومتر)، بسیار کمتر از آن است تا بتواند تغییراتی اینچنین محسوس را در زمین بوجود آورد؛ گذشته از آن، اگر در حقیقت دلیل بوجود آمدن فصول تغییر فاصله تا خورشید بود، نبایستی در یک زمان نیمکره های جنوبی و شمالی زمین، فصل های مختلفی داشته باشند. جالب تر از آن اینکه زمین در زمستان نسبت به خورشید نزدیک تر است تا تابستان!
دلیل وجود فصل ها بر روی زمین، انحراف محوری این سیاره است. محور چرخش زمین، از صفحه منظومه شمسی به میزان 23.5 درجه انحراف دارد. تصویر پایین بخوبی نقش این انحراف را در بوجود آمدن فصل ها نمایان می سازد. این تصویر، دو نما از زمین را با اختلاف زمانی 6 ماه نشان می دهد. نقطه قرمز رنگ نیز مکانی فرضی است. در سمت چپ، پرتو های خورشید بصورت عمود بر این نقطه تابیده و در نتیجه از شدت بیشتری برخوردارند در حالی که 6 ماه بعد (سمت راست) و در همان ساعت از روز، پرتوهای خورشید بصورت مایل و با شدت کمتری به این مکان می تابند. دلیل پدید آمدن فصل ها بر روی زمین، به همین سادگی است!

تصویری شماتیک از نحوه پدید آمدن فصول در سیاره زمین؛ توضیحات در بالا آمده است. می توان به راحتی تصور کرد که چرا فصل ها در نیمکره شمالی و جنوبی زمین، معکوس یکدیگرند. تصویر بزرگتر به همراه توضیحات (در این تصاویر مقیاس رغایت نشده است)/طراحی از احسان سنایی

حال به سؤال پیشین بازمی گردیم. با توجه به توضیحات بالا، هر سیاره ای که نسبت به صفحه منظومه شمسی انحراف محوری داشته باشد، می تواند فصل نیز داشته باشد. از میان هشت سیاره منظومه شمسی، عُطارِد، مشتری و زهره با به ترتیب 0.1، 3 و 177* درجه، کمترین انحراف محوری را داشته و بنابراین نمی توانند تغییرات فصلی شدیدی را تجربه کنند. سیارات زمین، مریخ، زحل و نپتون به ترتیب با انحراف 23، 25، 27 و 30 درجه، در مقام بعدی جای دارند و بنابراین عملاً بایستی در آنها فصل های مختلف ایجاد شود. سیاره اورانوس با انحراف بسیار شدید 98 درجه ای در این میان یک استثناست و فصول شدیدی را نیز تجربه می کند که در مطلب شماره 55 انحصاراً درباره آن بحث شد.
تغییرات فصلی در سیاره مریخ بخوبی مشهود است و دانشمندان برای نخستین بار این تغییرات را در جریان ماموریت مارینر-9 مشاهده نمودند. هنگامی که این ماموریت پس از گذشت 7 ماه، به سیاره مریخ رسید، این سیاره بکلی تغییر کرده بود. دیگر اثری از عوارض زمین شناختی همچون کوه های بزرگ و دره ها و دهانه های برخوردی حاصل از شهابسنگ ها که پیش از آن در ماموریت های پیشین از آنها تصویر برداری شده بود، دیده نمی شد. بلکه مریخ بصورت توپ نارنجی رنگ و شدیداً صاف و مسطحی بود (تصویر ابتدای مطلب)! دلیل ایجاد چنین تغییری، وقوع طوفان های عظیم شن و دربرگفتن تمامی سیاره، در آستانه فرارسیدن فصل تابستان مریخی بود. در واقع فصل در مریخ به همان اندازه بر اقلیم این سیاره تأثیرگذار است که برای زمین اینچنین است (البته برعکس زمین، فاکتور تغییر فاصله از خورشید به دلیل کشیدگی مدار مریخ، بطور مؤثرتری در الگوی فصول این سیاره نقش بازی می کند).

شکار بی نظیر مدارگرد MRO از لحظه فروریزش یک بهمن در سیاره مریخ. با فرارسیدن تابستان در عرض های شمالی این سیاره، آرام آرام لایه های یخی دی اکسید کربن سست شده و اینچنین بصورت بهمن فرو می ریزند/ عکس از : ناسا

در مورد سیارات زحل و نپتون نیز بایستی گفت که تغییرات فصلی در این دو سیاره، تماماً بصورت تغییرات الگوی طوفانها و جریان های جوی است؛ بطوریکه با تغییر دمای بوجود آمده در نتیجه تعویض فصول، تعداد و نیز قدرت طوفانها در این دو سیاره دچار افت و خیزهای محسوسی می شود که از زمین قابل مشاهده و ردگیری هستند.
البته ذکر این نکته نیز لازم است که سیارات مشتری، زحل و نپتون هر سه دارای منبع گرمای داخلی هستند که در نتیجه واپاشی عناصر رادیواکتیو در هسته آنها تامین می شود. بنابراین محرّک اصلی طوفانهای عظیمی همانند GRS در مشتری (مطلب شماره 91) و طوفانهای کوچکتری که معمولاً بر روی این سه سیاره مشاهده می شوند، همین منبع گرمای درونی است و به همین دلیل است که مشتری با وجود فقدان تغییرات فصلی، جوی همواره طوفانی و متلاطم دارد.

* انحراف محوری سیاره زهره در واقع 3 درجه است، اما چون این سیاره در جهت مخالف دیگر سیارات به گرد خورشید می چرخد، معمولاً این انحراف را بصورت 177 درجه بیان می کنند. هر چند این انحراف برای ایجاد فصول در این سیاره کافی نیست اما بد نیست بدانید اگر حتی زهره انحراف محوری بیشتری نیز داشت نمی توانست فصل ها را تجربه کند چراکه در حقیقت این جو فوق العاده ضخیم آن است که الگوهای جوی زهره را کنترل می کند و آن را گرم ترین سیاره منظومه شمسی (مطلب شماره 45) ساخته است و در این میان شدت پرتوهای خورشید در مقام دوم جای دارد.  

***