Bir Gezegenin Çöküşü >> Güneş’e en yakın dünya Merkür elma gibi kuruyup büzülüyor ve kendi içine çökerek küçülüyor

Güneş Sistemi’nin en küçük gezegeni Merkür gittikçe küçülmeye devam ediyor. Merkür’ün çapı, 4,6 milyar yıl önce oluştuğu günden bu yana 14 km daraldı. 2004 yılında fırlatılan ve 2011’de Merkür’e ulaşan gözlem uydusu MESSENGER, gezegenin tahmin edilenden 9 kat fazla küçüldüğünü gösterdi.

Merkür’ün hızla küçüldüğünü 17 Ağustos 1999 depreminden sonra halkın tanıdığı en popüler simalardan biri olan Prof. Dr. Celal Şengör’ün de aralarında bulunduğu uluslararası MESSENGER ekibi ortaya çıkardı. Peki bir gezegen nasıl küçülebilir?

 

 

İçi kurumuş bir elma

Bir gezegenin katılaşarak küçülmesi aslında yeni bir fikir değil. 19. yüzyılda, Dünya’da kıtaların kaydığının henüz bilinmediği yıllarda jeologlar dağlar, ovalar ve deniz tabanlarının gezegenimizin soğuyarak büzülmesiyle oluştuğunu düşünüyordu. Kıtaların kaymasının keşfedilmesinden sonra bu teori rafa kaldırıldı ve dağların oluşumunu açıklamak için tektonik plaka hareketlerine dayanan yeni bir model geliştirildi.

Bu modele göre, Dünya’nın yaklaşık 6000 derece sıcaklıkta demir bir iç çekirdeği vardı ve bu çekirdeğin etrafında farklı yönde hızla dönerek güçlü bir dinamo etkisi yaratan sıvı bir dış çekirdek bulunuyordu (bu son detay daha geçen yıl kanıtlandı). Kıtalar ve katı okyanus kabuğu ise, çekirdeğin sağladığı merkezi ısıtmayı dengeleyen yüksek basınç altında, macun kıvamında yavaşça akan manto tabakasının üzerinde yüzüyordu.

 

Sonuç olarak Dünya’nın kendi iç ısısını üretmesini sağlayan büyük demir-nikel çekirdek gezegenimizin içini milyarlarca yıl boyunca sıcak tuttu, kıtaların kaymasına ve yanardağ püskürmelerine yol açtı, aynı zamanda Dünya’nın manyetik alanını üretti. Bu süreçte kıtaların kaymasından kaynaklanan dalma-batma hareketleriyle Yeryüzü’ndeki sıradağlar ve okyanus tabanları oluştu. Örneğin, Hindistan alt kıtası 55 milyon yıl önce Asya’ya çarparak bugünkü Himalaya Dağları’nı oluşturdu.

 

 

Benzer hikaye, farklı kader

Merkür’ün de normalden büyük olan sıvı çekirdeği dinamo etkisiyle nispeten güçlü bir manyetik alan oluşturuyor; ama iri çekirdeğine rağmen küçük boyutlu bu gezegen Dünya gibi iç sıcaklığını koruyamıyor. Merkür Güneş Sistemi’yle birlikte oluştuğu andan bu yana soğuyor. Soğudukça da gezegenin demir çekirdeği katılaşarak küçülüyor.1

İç katmanların Dünya’dan soğuk olması nedeniyle kıtaların kayması olayı görülmeyen Merkür kabuğu, Dünya’daki tektonik plakaların tersine tek parçadan oluşuyor. Merkür Dünya’ya göre hızla soğudukça kabuğu da içi kurumuş elma gibi büzülerek küçülüyor.

Dünya’nın tersine çok sayıda farklı parçadan oluşmayan Merkür kabuğu gezegenin büzülme eğilimini pek tolere edemiyor ve geniş araziler üzerinde basamaklı dev çöküntü sırtları meydana getirerek küçülüyor.

 

 

19. yüzyıl jeologları haklıydı

4,6 milyar yıl önce muazzam asteroit çarpışmaları sonucunda oluşan Merkür’e ilk 800 milyon yıl boyunca milyarlarca göktaşı düştü.

Bütün bu süreç, tıpkı Dünya’nın oluşum aşamalarında olduğu gibi Merkür’ü ısıtarak gezegenin dış kabuğunu bir lav denizi halinde eritti, içini ısıttı; fakat 3,8 milyar yıl önce “geç dönem bombardıman” devrinin sona ermesiyle birlikte Merkür’ün dış kabuğu katılaştı. Bunun sonucunda da içyapısındaki şiddetli jeolojik aktivite durulan gezegen hızla soğumaya başladı.

Nitekim göktaşı çarpışmalarıyla meydana gelen irili ufaklı kraterleri saymazsak, bugün Merkür’deki dağlar ve havzalar gezegenin kabuğunun küçülerek çökmesiyle oluşuyor. Çökmeyen bölgeler ise kenarlarda yükseltiler, sırtlar ve tepeler oluşturuyor. Bu durumun en ilginç sonucu ise Merkür’le değil, bilim tarihi ile ilgili:

 

 

19. yüzyılda ortaya koyulan jeoloji teorileri kıtaların kaymasını hesaba katmadığı için bilimsel çevrelerde itibar görmemiş ve zamanla unutulmuştu. Ancak Merkür’e gönderilen Messenger gözlem uydusunun verilerinin açıklandığı şu günlerde, bu teorilerin Dünya’dan başka gezegenler için neredeyse aynen geçerli olduğunu görüyoruz! 🙂

Bu gerçek Washington Carnegie Enstitüsü’nden Dr. Paul Bryne’nin gözünden kaçmamış: “Bulgularımız Dünya’nın büyük ölçekli jeolojik deformasyonunun nasıl meydana geldiğini tanımlayan ve şimdi rafa kalkmış olan eski modelleri çağrıştırıyor. Bilim adamları o yıllarda Dünya’nın tek bir tektonik plakası olduğunu düşünüyordu. Bu modeller modern tektonik plaka teorisinden önce, 19. yüzyılda dağların oluşumunu ve tektonik etkinlikleri açıklamak için geliştirilmişti” diyor Bryne.

 

 

 

Merkür mesajcısı

İngilizce “Merkür Yüzeyi, Uzay Ortamı, Jeokimya ve Uzaklık Ölçüm” kelimelerinin ilk heceleriyle harflerinden oluşan MESSENGER kısaltması Türkçede “Mesajcı, ulak ve postacı” anlamına geliyor. Gerçekten de Eski Yunan mitolojisindeki Hermes’ten esinlenen Messenger, bilim adamlarına Merkür’den son derece şaşırtıcı mesajlar gönderdi.

9000 km’yi aşkın bir kuşak üzerinde aralarında bayırlar, tepeler, sırtlar ve derin yarıkların da yer aldığı 5900’den fazla yer şeklini inceleyen Messenger; Merkür’ün soğuma sürecini, kabuğun katılaşma aşamalarını ve gezegenin volkanik tarihini açığa çıkardı. Messenger aynı zamanda, Merkür’ün alışılmadık ölçüde büyük metal çekirdeğiyle ilgili değerli bilgiler de sağladı.

 

 

Çapı yetmiyor

Gezegenbilimciler Merkür’ün yarıçapının son 4 milyar yılda 1 ila 3 km küçüldüğünü düşünüyordu ve bu sonuçları 1974 ile 1975 yılında Merkür yakınından geçen Mariner 10 (Denizci) gözlem uydusunun verileriyle elde etmişlerdi, ama bu da 40 yıldır çözülemeyen bir muamma oluşturuyordu. Öyle ki son yıllarda hazırlanan bilgisayar modelleri, Merkür’ün gözlemlenenden çok daha fazla küçülmüş olması gerektiğini gösteriyordu.

NASA Messenger seferi araştırma ekibinin yöneticisi ve Columbia Üniversitesi Lamont-Doherty Yer Gözlemevi Direktörü Sean Solomon, günümüzde bu gizemin çözülmüş olmasından duyduğu memnuniyeti gizlemiyor: “40 yıldır büyük bir bulmaca oluşturan teori ve gözlemler arasındaki çarpıcı uyuşmazlık sonunda çözüldü. Kuramsal sonuçlarımızın jeolojik kanıtlarla örtüşmesi harika bir sonuç.”

 

 

Merkür’ün ızgara şekilli dağ zincirleri

Messenger, gezegenin yüzeyini yüksek çözünürlüklü ve düşük açılı kameralarla tarayarak dağlarla ovaların ayrıntılı bir haritasını çıkardı. Özellikle teraslı çöküntü bölgeleri (şevler) gezegenin kabuğunun ne hızla çöktüğü konusunda detaylı bilgi veriyor.

Bu tür teraslı çöküntü hatları, Merkür’de yüzlerce kilometrelik bir çizgi halinde uzanan sıradağları, aslında Dünya jeolojisinde dağlara karşılık gelen fakat tam olarak dağ diyemeyeceğimiz Merkür’e özgü basamaklı sırtları oluşturuyor.

Bryne bazı noktalarda birbirini keserek araziyi ızgara benzeri çizgiler halinde örten yarıkların dev boyutlarda olduğunu söylüyor. “Örneğin güney yarımkürede tek bir uçurum sistemi oluşturan Enterprise Rupes var. Bu yarık 1000 km uzunluğunda ve bazı yerlerde 3 km yüksekliğinde kabartılar oluşturuyor. Şimdi bunun önünde durduğunuzu düşünün. Merkür’de sıradağlar derken bunu anlıyoruz. Bu sistem yer şekillerinin kralı sayılır ve Merkür’ün küçük bir gezegen olduğunu düşündüğümüzde inanılmaz bir manzara oluşturuyor.”

 

 

Küçük ama ağır

Sadece 4879 km’lik çapıyla Merkür, 12.742 km çapındaki Dünya’dan gerçekten küçük bir gezegen. Hatta daha küçük olsaydı ve Güneş Sistemi’nin dış sınırlarındaki Kuiper Kuşağı’nda bulunsaydı, Plüton gibi cüce gezegen sınıfına girecekti. Nitekim Güneş Sistemi’nde Merkür’den büyük aylar var! Jüpiter’in uydusu Ganymede ve Satürn’ün uydusu Titan’ın çapı Merkür’den daha büyük.

Ancak Merkür’ün boyuna aldırmamak lazım: Bu gezegen demir çekirdeği yüzünden çok daha kütleli bir gökcismi. Macun gibi akışkan manto tabakasının üzerinde yüzen farklı plakalardan oluşan, bu nedenle de insan kafatası gibi dikişli ve parçalı bir kabuğa sahip olan Yeryüzü’nün tersine; Merkür’ün tek parça kabuğunun kalınlığı 100 ile 300 km arasında değişiyor.

Dünya kabuğunun en derin yerinde sadece 100 km’ye erişmesine karşın, Merkür’ün 300 km derinliğe ulaşan kabuğu gezegenin hızla soğuyarak katılaştığına işaret ediyor. Aslında Merkür’ün kurumuş elma gibi büzülmesinin sebebi de 3600 km çapındaki dev demir çekirdeği. Merkür’den yaklaşık 3 kat büyük olan Dünya’yla bile karşılaştırıldığında muazzam boyutlardaki bu çekirdek hızla katılaşırken, gezegenin de hızla büzülerek küçülmesine yol açıyor.

 

 

Güneş’e çok yakın ama içi soğuk

Güneş’e ortalama uzaklığı 46 milyon km olan bir gezegenin fark edilir ölçüde kuruyup büzülecek kadar hızla katılaşması insanı şaşırtan bir olgu. Ancak, jeoloji tarihine bakıldığında bu durum o kadar da garip değil.

Evet, Merkür’ün Güneş’e bakan yüzünün sıcaklığı 425 dereceye erişiyor; ama gezegenin geceleri neredeyse 2 ay sürdüğü için, karanlık tarafındaki sıcaklık -190 dereceye düşüyor.

Her halükarda yüzeysel sıcaklıklar bir gezegenin iç sıcaklığını fazla etkilemiyor ve bunun açıklamak için de yine Dünya’yı örnek gösterebiliriz: Bugün Dünya’nın yüzey sıcaklığı ortalama 15 derece santigrat. Çünkü Güneş’e 150 milyon km gibi makul bir uzaklıktayız. Atmosferimiz alttan ısıtmalı, Dünya kabuğu da merkezden, yani çekirdekten ısıtmalı; ayrıca sera gazlarının yol açtığı sera etkisine bağlı küresel ısınma var.

 

 

Ancak Dünya’nın içi Merkür kadar soğuk olsaydı, yüzey sıcaklığı da 0 dereceyi geçmeyecek ve gezegenimiz, tıpkı Yıldız Savaşları’ndaki Hoth gezegeni gibi bir kar ve buz dünyasına dönüşecekti. Kısacası, sadece yeterince büyük ve hareketli bir demir çekirdeğe sahip olan dünyaların içi 4 milyar yıl sonra bile gezegenin yüzeyini ısıtacak kadar sıcak kalıyor.

Dünyamızın geçmişinde olduğu gibi, büyük ve ağır bir metal çekirdeğe sahip olan genç bir gezegen adayıyla çarpışarak bugünkü boyutlarına erişen Merkür ne yazık ki bu sınıfa girmiyor.

4,5 milyar yıl önce Merkür böyle bir felaket yaşadı ve gezegen adayını yutarak kendine boyundan büyük bir demir çekirdek edindi, ama Merkür başlangıçta Dünya kadar büyük bir gezegen değildi. Bu sebeple de başından geçen kozmik felaket, onun günümüzde Dünya kadar sıcak ve “genleşmiş” olmasına yetmedi.

 

 

Merkür macerası daha yeni başlıyor

Messenger 2004 yılında fırlatıldıktan sonra birkaç kez Venüs ve Merkür’ün yanından geçiş yaparak, 2011 yılında nihayet Merkür’ün yörüngesine girdi. Güneş’e en yakın gezegen Merkür hakkında bugüne dek önemli bilgiler sağlayan Messenger’ın görevi daha önce bir kez uzatıldı ve önümüzdeki günlerde tekrar uzatılabilir.

Öte yandan, Avrupa ve Japonya da Merkür konusunda ABD’den geri kalmak istemiyor ve Messenger’ın ardından, 2016 yılında gezegene Bepi-Colombo sondalarını göndermeyi planlıyor. Adından da anlaşılacağı gibi ünlü Avrupalı bilim adamlarının ismini taşıyan Bepi-Colombo aslında iki uzay sondasından oluşuyor: Bir yörünge gözlem uydusu ve bir Merkür iniş aracı.

 

 

Manyetik alanlar ve çekirdek ilişkisi

Avrupa daha önce bu modeli Cassini-Huygens sondaları ile uygulamıştı. Cassini Satürn’ün uydusu Titan’ı yörüngeden gözlemlerken, Huygens sondası Titan’a iniş yapmıştı. Her durumda, Bepi-Colombo’nun görevi Messenger’dan farklı olacak.

İki araç öncelikle Merkür’ün manyetosferini (manyetik alanını) inceleyecek ve gezegenin hacminin yüzde 42’sini oluşturan demir çekirdeğin etkileri hakkında ek bilgi toplayacak.

Her ne kadar küçük bir gezegen olarak Merkür’ün çekirdeği hızla soğuyor olsa da bu çekirdek henüz katılaşmadı. Kendi çevresinde dönen sıvı çekirdek bir dinamo etkisi yaratıyor ve Merkür’ün beklenmedik ölçüde güçlü bir manyetik alan üretmesini sağlıyor. Merkür’ün manyetik alanının ölçülmesi bu yüzden önem taşıyor: Bepi-Colombo’nun ölçümleri, çekirdeğin sıcaklığı konusunda daha net bilgi verecek ve gezegenin soğuma ile küçülme hızının kesin bir şekilde hesaplanmasını sağlayacak.

 

 

Küçülen küçülene

İşin özünde Dünya dahil bütün kayalık gezegenler soğudukça küçülüyor, ama Dünya’nın içyapısını anlatan yazımızda belirttiğimiz sebeplerden dolayı Yeryüzü’nün iç kesimleri çok daha yavaş bir şekilde soğuyor ve bu da gezegenimizin küçülme hızını büyük ölçüde azaltıyor: NASA California Jet İtki Laboratuarı’ndan Şiaoping Vu’nun liderliğindeki araştırma ekibinin 2011 tarihli bulgularına göre, gezegenimiz her yıl 0,1 mm küçülüyor ki bu da insan saçı kalınlığına eşit.

 

 

Messenger, harita ve kartografi açısından da Güneş’in kavurduğu bu küçük gezegen için milat oldu. Messenger’dan önce, Merkür yüzeyinin sadece yüzde 45’nin haritasını çıkarılabilmiştik. Bu da gezegenin küçülme hızıyla ilgili yeterli veri toplanmasını önleyerek bilim adamlarını yanıltıyordu.

Örneğin, eski sonuçlar Merkür’ün yarıçapının günümüze kadar yalnızca 0,8 ila 3 kilometre küçüldüğünü gösteriyordu. Matematik modelleri ve bilgisayar simülasyonları ise bu rakamı 5 ila 10 km olarak veriyordu. Yeni sonuçlar ise Merkür’ün yarıçapının son 4 milyar yılda en az 7 kilometre küçüldüğüne işaret ediyor.

 

Bu da matematik modelleri ile gözlem verilerinin birbiriyle uyuşmasını sağlıyor. Merkür’ün jeolojik verileri hem Dünya’nın içyapısını anlamamızı kolaylaştıracak hem de Satürn ve Jüpiter’in büyük uyduları ile Güneş Sistemi dışındaki ötedünyaların jeolojik özelliklerinin daha iyi anlaşılmasını sağlayacak. Sonuçta bütün bunları hep yeni dünyalar keşfetmek ve yeni dünyalara yerleşmek için araştırıyoruz. Kim ne derse desin, Messenger sayesinde gezegenbilimciler açısından heyecanlı bir çağ başladı! 🙂

 

 

Messenger aynı zamanda Merkür’ün kutuplarında su buzu buldu

 

 

 

1http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-03/ci-mcm031314.php

 

2 Comments

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

*