Donuk Mars >> Eski Mars okyanusu yalan mı çıktı? Belki de Mars sularla değil, buzlarla kaplıydı - Kozan Demircan
Kozan Demircan | 21/06/2015 | Bilim-Teknoloji | Yorum yapılmamış
2003’te Mars’ın kurumuş nehir yataklarına ve kutup buzlarına bakan bilim adamları, 3,8 milyar yıl önce Mars’ın büyük bir kuzey okyanusuyla kaplı olduğu sonucuna vardılar.
Eski Mars kayalarında oksijen bulunmasıyla birlikte bu haber, hayatın Dünya’dan önce Mars’ta ortaya çıkmış olabileceğini gösteriyordu. Çünkü 3,8 milyar yıl önce Dünya atmosferinde oksijen yoktu.
Ancak, Harvard Üniversitesi araştırmacıları Mars’taki kurumuş nehir yataklarının aslında eski buzul kanalları olduğunu söylüyor. Bu doğruysa Mars sularla değil buzlarla kaplıydı ve donmuş Mars’ta hayatın gelişmesi zordu.
Yine de 3,8 milyar yıllık Mars kayalarında bol miktarda oksijen olmasını sadece inorganik kimya ile açıklamak zor. Belki de kayalardaki oksijeni Mars bakterileri üretti; ama Mars’ın eskiden denizlerle kaplı olup olmadığı sorusu yanıt bekliyor.
Islak Mars donuk Mars’a karşı
Harvard Üniversitesi’nden Robin Wordsworth eski Mars iklimine bilgisayar simülasyonlarıyla baktı ve Mars’ta görülen vadilerin su kanalı değil de antik buzul yatakları olduğu sonucuna vardı.
Elbette eski Mars’ta su akıyordu, ama Wordsworth’e göre bu nadir görülen bir olaydı. Mars’ta yağmur yoktu ve sadece dağlara kar yağıyordu. Eriyen kar suyunu taşıyan dereler yaz aylarında akıyor ve sonbahar geldiğinde donuyordu. Bu da Mars’ta hayat gelişmesi için yeterli değildi.
10 derece mi, -48 derece mi?
Bugün Mars’la ilgili iki senaryo var: 3,8 milyar yıl önce Mars’ta ortalama sıcaklığın 10 derece olduğunu söyleyen sıcak senaryo ve -48 derece olduğunu söyleyen soğuk senaryo. Wordsworth ikincisini savunuyor:
“Mars’ın eksen eğikliğine bakarsak gezegenin eskiden denizlerle değil de buzlarla kaplı olduğunu düşünmek daha mantıklı. Mars atmosferini kaybedince yüzey suyunun bir kısmı da buhar olup uçtu; ama geri kalan su ya buz tutup kutuplarda toplandı ya da toprak altına indi. Şimdi toprak altında yarı donmuş su katmanları ve/veya buz tabakaları bulunuyor.”
Mars’ta hayat ihtimali azalıyor mu?
Mars suyu günümüzde aşırı tuzlu ve gezegenin yüzey sıcaklığı da yılın büyük kısmında -90 derece. Oksijen içermeyen süper ince Mars atmosferinde ölümcül morötesi ışınları kesen ozon tabakası bulunmadığını da hesaba katarsak bugün Mars yüzeyinde hayat olamayacağını görüyoruz.
Ayrıca aşırı tuzlu olan Mars suyunda bakteri yaşaması zor ve buzlu Mars senaryosu doğruysa Mars suyu eskiden de çok tuzluydu. Bazı araştırmacılar Mars’ta hayat olduğunu, ama 3,5 milyar yıl önce canlıların soyunun tükendiğini düşünüyor.
Oysa tuzlu su yüzünden Mars ölü doğmuş olabilir; tabii Dünya’da aşırı tuzlu suda bile yaşayan ekstremofil bakterilerin muhtemel Mars versiyonlarını saymazsak. 🙂
Buzullar erozyonu kolay açıklıyor
Viking sondaları 1976’da Mars’a indiğinde hayat bulamadı, ama yere inen sondaların Dünya ile iletişim kurmasını sağlayan yörünge araçları gezegende erozyon izleri saptadı. Ancak, Wordsworth bu kanalların istikrarlı nehirler yerine kısa süreli sel baskınlarına ait olduğunu düşünüyor:
“Soğuk senaryo daha basit ve gerçekçi bir model: Bir kere Mars Güneş’e uzak ve Dünya’nın aldığı güneş enerjisinin sadece yüzde 3,83’ünü alıyor. Ayrıca 3,8 milyar yıl önce Güneş bugüne göre yüzde 25 soluktu ve daha az ışık saçıyordu. Öyleyse eski Mars da karanlık, soğuk ve buzlu bir gezegendi.”
Yan yatan gezegen
Wordsworth’e göre Mars 3,8 milyar yıl önce sadece bir şekilde ısınmış olabilir: Yan yatarak.
Mars’ın aşırı yalpalayarak yan yatmasını önleyen büyük bir uydusu yok. Dünya’nın uydusu Ay gezegenimizi yan yatmaktan koruyor; ama Mars’ın küçük uyduları onu diğer gezegenlerin çekim etkisinden koruyamaz ve zamanla yana devrilmesini engelleyemez.
Şimdi Mars’ın geçmişte yan yattığını ve kuzey kutbunun güneşe bakarak ısındığını düşünelim. Bu durumda kuzey kutbundaki buz takkesi eriyecek, sel suları ekvatora akacak ve artık kutup bölgesinde kaldığı için aşırı soğuyan ekvator çizgisinde tekrar donacaktır. Ayrıca kuzey kutbu güneş alınca buharlaşmaya başlayan karbondioksit gazı gezegeni bir süre boyunca ısıtacaktır.
Mars Baharı kısa sürdü
“Bu senaryoda kutuplardan ekvatora akan binlerce dere var ve bunlar bugün ekvatorda gördüğümüz geniş vadiler ağını açıklıyor. Yine de Kuzey kutbunun erimesi ve havanın ısınması denizlerin oluşmasına yetmezdi.”
Wordsworth haklı olabilir. Sonuçta Mars zamanla düzeldi ve kuzey kutbuyla ekvator da güneşe göre eski konumunu aldı. Böylece kutuplardaki su tekrar dondu, ekvatora su akışı kesildi ve dere yatakları kurudu. Kısacası soğuk Mars senaryosu, sadece birkaç yüz milyon yıl süren sıcak Mars döneminde hayatın gelişmesine pek zaman tanımıyor.
İki senaryo karşı karşıya
Wordsworth bu noktada sıcak Mars senaryosunun bugünkü erozyon izleriyle uyuşmadığını ve Mars dağlarında senaryoda öngörülen yağış izlerine rastlayamadıklarını söylüyor:
“Mars denizlerle kaplı olsaydı her yerde erozyon olmalıydı. Oysa bu izlerin büyük kısmı ekvatorda bulunuyor ve denizlerle değil, buzul tabakasıyla uyuşuyor. Ancak, sıcak senaryonun açıklayamadığı tek nokta erozyon değil. Bu senaryonun eski Mars’a ait hava durumu tahminleri de yanlış çıkıyor.”
Sıcak Mars senaryosuna göre eskiden Mars’ta yağmur yağıyordu. Buna göre Mars’taki Arabia bölgesi ile Hellas havzasında, özellikle de havzanın batı ve güneydoğu bölgelerinde sel baskınları görülmesi gerekiyordu. Oysa bu bölgelerde çok az erozyon izi görüyoruz, yani sıcak Mars modelinin yağış tahminleri de tutmuyor.
Mars’ta nereye yağmur yağıyordu?
Mars’ta yağmur yağdıysa bunun sebebi yüksek dağlar olmalı. Tıpkı Karadeniz bölgesinde olduğu gibi, dağlara çarpıp yoğuşan bulutlar yamaçlara yağış bırakmalı. Bu durumda sıcak Mars varsayımını test etmek de çok kolay: Mars dağlarının yamaçlarında erozyon olup olmadığına bakarız.
Örneğin volkanik kökenli Tharsis platosunun rüzgar alan batı yamaçlarına bol yağmur yağması gerekiyor. Oysa uydularla baktığımız zaman batı yamacında daha az erozyon görüyoruz.
Öte yandan doğuda, Tharsis yaylasının rüzgar altında kalan yamacında esen kuru rüzgarların Margaritifer Sinus vadisi üzerinden geçmesi gerekiyor. Dolayısıyla doğu yamacı daha az yağış almalı.
Oysa fotoğraflara bakınca tam tersini görüyoruz. Doğu tarafı bol yağış alıyor, batı tarafı kurak kalıyor. Bu durumda sıcak Mars senaryosu yanılıyor. Mars’a yağmur yağmıyordu ve karlı gezegen denizlerle değil, buzlarla kaplıydı.
Sıra soğuk senaryoda
Wordsworth kendi senaryosunu eleştirmekten geri kalmıyor: “Soğuk senaryo bugünkü erozyon izlerini açıklıyor fakat bu yetmez. Eskiden Mars’ta kısa süreli de olsa bol su aktığını biliyoruz. Öyleyse suyu eritecek bir şeyler olmalı ve elimizde sadece 2 seçenek var.”
“İlk olarak Mars’ın eskiden yan yattığını ve kuzey kutbunun ekvatora denk gelip ısınarak buz takkesinin erimesine yol açtığını söyleyebiliriz. Bu durumda Mars’ta sular akacaktır. Yan yatan kuzey kutbu eski haline geri döndüğünde buz takkesi tekrar donacak ve su akışı kesilecektir.”
“İkinci olarak Mars’a düşen meteorlar ve eskiden püsküren dev yanardağlar buzulları yer yer eritmiş olabilir. Belki iki seçenek de doğru. Milyonlarca yıl aralıklarla süren sel baskınları ve uzun ömürlü göller Mars’ın yan yatmasına bağlıdır. Kısa ömürlü sel baskınları da volkanik püskürmeler ve asteroit çarpışmalarından kaynaklanmıştır.”
NASA Jet İtki Laboratuarı’ndan Bethany Ehlmann’ın belirttiği gibi, şimdi sıra soğuk dünya senaryosunu test etmekte:
“Bugün fotoğraflara bakınca Mars’ta kurumuş göl yatakları görüyoruz. Bunlar mevsimlik göller miydi, yoksa Mars 500 milyon yıl içinde atmosferini kaybedene kadar varlığını sürdürdü mü? Kısa süreli sellerle uzun süre boyunca aralıklarla gelen selleri nasıl açıklarız? Soğuk Mars senaryosunun bütün bu sorulara kesin cevap vermesi gerek.”
Wordsworth’e göre bunun bir tek yolu var, o da erozyon izlerini ve kurumuş dere yataklarını eski Mars hava durumuyla eşleştirmek: “Bilgisayar simülasyonunu çalıştırıp nereye ne kadar kar yağdığına bakacağız. Sel baskını simülasyonları ile kurumuş taşkın yataklarını karşılaştıracağız. Simülasyonla coğrafi şekiller örtüşüyorsa soğuk Mars senaryosu doğru demektir.”
Ya eski Mars’ta hayat olasılığı?
Mars kayalarında bol miktarda oksijen bulunmasına ek olarak Mars yüzeyinde geçici de olsa dereler akmış olması ve bugün yeraltında bulunan tuzlu su katmanları kızıl gezegende bir zamanlar hayat olduğu tezini destekliyor.
Buna karşın Wordsworth’ün buz senaryosu, Mars’taki suyun bakterileri bile öldürecek kadar tuzlu olduğunu gösteriyor. Bu durumda Mars’ta eskiden hayat var mıydı? Varsa Mars canlılarına ne oldu? Gezegenin iklimi değişince Mars bakterileri öldü mü? Yoksa bugün de yeraltında yaşıyor mu?
Yazının ikinci bölümünde Mars mikroplarıyla ilgili son haberler ışığında bu soruları ele alacağız. Mars’ta hayat haberleri için bizi izlemeye devam edin. 🙂
Mars yüzeyinde eskiden ne kadar su vardı? Buzlar mı, okyanus mu?
1Konuyla ilgili bilimsel makale AGU Journal of Geophysical Research dergisinde, Planets başlığı altında yayınlanacak.