Dünya Atmosferi Plazma Damlacıklarıyla Sızıntı Yapıyor

Dünya atmosferinin plazma damlacıklarıyla sızıntı yaparak günde 90 ton hava kaybettiği ortaya çıktı. Üstelik sadece manyetik alanı yok denecek kadar zayıf olan Venüs ve Mars değil, Dünya’dan çok daha güçlü bir manyetik alana sahip olan Jüpiter ile Satürn atmosferi de plazmoit denilen plazma damlacıklarıyla sızıntı yapıyor. Oysa önceki yazılar ve Youtube kanalımdaki yeni Starbasekozan videosunda Dünya’nın manyetik alanının atmosferimizi güneş rüzgarından koruduğunu söyledim. Peki Dünya’nın manyetik alanı atmosferimizi nasıl yok ediyor?

Plazma ve manyetik alan

Yaşamı gezegeni saran manyetik alana borçluyuz. Manyetik alan olmasaydı yüklü parçacıklardan oluşan güneş rüzgarı ve morötesi ışınlar atmosferi parça parça sökerek uzaya savururdu. Şansımıza Dünya’nın manyetik alanı bu parçacıkları pek zarar vermeden saptırarak uzaya savuruyor ama destek olmak yerine köstek olduğu ve plazma damlacıkları yoluyla atmosfere zarar verdiği durumlar da var.

Dünya’ya geçmeden önce Mars’ın manyetik alanını görelim: Mars bugün soğuk ve kurak bir dünya ama eski kanyonlarla kurumuş ırmak yataklarına baktığımız zaman 3,7 milyar yıl öncesine dek kızıl gezegende akarsular aktığını görüyoruz. Bunu da yüzey suyunu sıvı tutan yüksek basınçlı kalın atmosferi sayesinde başardı ama bugün Mars atmosferi çok ince ve Dünya atmosferinin yüzde 1’i kalınlığında. Peki Mars atmosferini nasıl kaybetti?

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Mars ve plazma damlacıkları

Bunun nedeni Mars’ın manyetik alanıdır. Mars yörüngesindeki uydular gezegendeki kayaların içerdiği metallerin manyetize olduğunu ortaya çıkardı. Bu da Mars’ın okyanusu olduğu zamanlarda gezegen çekirdeğinin dinamo etkisiyle güçlü bir manyetik alan oluşturduğunu gösteriyor. Mars’ın manyetik alanı atmosferi tıpkı gezegenimizde olduğu gibi korumuş olmalı. Oysa Mars küçük bir gezegen olduğundan küçük metalik çekirdeği hızla soğuyarak katılaştı ve dinamo durdu. Belki dev asteroit çarpışmaları çekirdeğin tavını bozdu. Her durumda Mars’ın manyetik alanı 3,7 milyar yıl önce yok oldu.

Böylece Güneş rüzgarı Mars atmosferini 400 milyon yıl içinde tüketti ama hikaye burada sona ermiyor. Günümüzde uydular Mars yüzeyinde zayıf manyetik alanlar tespit ediyor ki Mars kayalarının manyetize olduğunu da böyle anladık; çünkü manyetik alan yamaları manyetize Mars kayaları oluşturuyor. Manyetik alan milyarlarca yıl önce yok olmuş olabilir ama manyetize olan kayalar mıknatıs özelliğini koruyor. Kısacası Mars’ın eser miktarda manyetik alanı var ve bu da iyi bir şey değil mi? Hayır!

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

Ölümcül manyetik alan

Bilim insanları güçlü ve zayıf manyetik alan modelleriyle Mars’ın hiç manyetik alanı olmamasını karşılaştırdılar. Beklendiği gibi güçlü manyetik alan atmosferi güneş rüzgarının zararlı etkilerinden korudu ve manyetik alan yokluğu atmosferi tüketti.

Oysa en çok kayıp zayıf manyetik alandan kaynaklandı! Mars’ın manyetik alanı o kadar zayıf ki gezegeni sarmak yerine gezegenin arkasından uzaya kuyrukluyıldız kuyruğu gibi kopuk manyetik çizgiler halinde uzanıyor ve uzanırken de Mars’ın kalan atmosferini plazma damlacıklarıyla koparıp yanında götürüyor.

Araştırmalar oksijen ve karbondioksitin zayıf manyetik alan modelinde manyetik alan yokluğuna göre daha hızlı uzaya kaçtığını gösteriyor. Kısacası zayıf manyetik alan olmasa Mars atmosferi belki 1 milyar yıl daha dayanırdı. Gerçi zayıf manyetik alan mutlaka zararlı olacak diye bir kural yok. Bunun için Merkür’ün manyetik alanına bakalım:

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

Merkür ve plazma damlacıkları

Merkür’ün zayıf manyetik alanı atmosferi olmasının tek sebebidir! Merkür uydumuz Ay’dan yalnızca 1,5 kat büyük olan çok küçük bir gezegen. Aslında Güneş Sistemi’nin en küçük gezegeni ve tıpkı Mars’ta olduğu gibi yerçekimi atmosfer tutmaya yeterli değil fakat Merkür’ün yerçekimi Mars’tan kat kat zayıf. Merkür atmosferini güneş rüzgarı yüzünden kaybetmedi; çünkü manyetik alanı olmasa süper ince bir atmosferi bile olmayacaktı. Peki gezegeni saran gaz bulutu nereden geliyor?

Merkür atmosferi o kadar ince ki basıncını ölçmemiz mümkün değil ama atmosferin kimyasal bileşimini tespit etmeye yarayan kütle tayfölçerleri taşıyan uydular eser miktarda gaz içerdiğini saptadı. Merkür “atmosferinin” çoktan uzaya kaçması gerekiyor ancak atmosfer bir anlamda kalıcı ve bunun nedeni de uzaya kaçan gazın sürekli tazeleniyor olması. Peki yeni gaz akışı nereden geliyor?

Güneş rüzgarından: Sonuçta güneş rüzgarı uzayda çok hızlı yol alan süper seyrek ama enerjik bir plazma bulutudur. Güneş’e en yakın gezegen Merkür’ün zayıf manyetik alan çizgileri Güneş’in güçlü manyetik alanı ve güneş rüzgarıyla hortum gibi bükülüyor. Bu hortumlar uzaya ulaşarak iyonize olduğu için manyetik alanlardan etkilenen güneş rüzgarını kendine çekiyor. Seyrek atom çekirdeklerinden oluşan güneş rüzgarı saniyede 500 km hızla Merkür’e çakılıyor.

Merkür tozu

Bu da bizzat Merkür yüzeyinden toz kaldırarak uzaya savuruyor. Merkür sürekli “cereyanda kaldığı için” yüzeyinden toz kalkmaya devam ediyor ve küçük gezegenin bir nevi atmosferi oluşuyor. Ne diyelim? Hayat birçok açıdan görelidir. Duruma göre manyetik alan savunma ya da hücum kanadında oynayabilir. Oysa Güneş Sistemi’nin güçlü manyetik alan şampiyonu tabii ki en büyük gezegen Jüpiter’dir. Peki Jüpiter neden manyetik alan kaynaklı plazma damlacıklarıyla atmosfer kaybediyor?

İlgili yazı: Yapay Zeka Nedir ve Nasıl Çalışır?

 

Jüpiter ve plazma damlacıkları

Jüpiter’in bebekliğinde yaşadığı bir gezegen çarpışması yüzünden, Dünya’dan 10 kat kütleli kayalık çekirdeği kısmen ufalanmış olan bir gezegen. Bu nedenle güçlü bir manyetik alana sahip olması ilk bakışta mümkün değil; çünkü tek parça metalik çekirdeği yok. Öte yandan binlerce km kalınlığındaki atmosferinin kendi ağırlığıyla ezilmesi sonucunda derin bir metalik hidrojen okyanusu bulunuyor. Bu da sıvı dış çekirdek olarak işleyerek gezegenden 200 kat ve Güneş’ten 20 kat büyük bir manyetik alan üretiyor. Jüpiter’in manyetik alanı güneş rüzgarını cepheden saptırarak gezegenden milyonlarca km uzaklaştırıyor.  Oysa arka yüzünde işler başka:

Manyetik alan çizgileri gece yönünde bükülerek atmosfere tıpkı bir süpernovanın şok dalgası gibi arkadan vuruyor. Bunun nedeni güçlü manyetik alanın Güneş rüzgarının baskısıyla önden yassılaşması ve güneş rüzgarının üflemesiyle arkadan su damlası kesintinde kuyruk gibi uzaması. 2007 yılında Yeni Ufuklar uzay sondası cüce gezegen Plüton yolunda Jüpiter’in uzun kuyruğunun içinden geçti ve süper sıcak iyonize gazdan oluşan plazma damlacıkları buldu.

Bunun nedeni arka yüzden uzaya uzanan manyetik alan çizgilerinin kendi içinde damla şekilli küçük halkalar oluşturmasıydı. Çizgiler halkalar halinde kapanmadan önce Jüpiter atmosferinin üst kesimlerindeki molekülleri söküyor ve manyetik şişeler halinde kendi üstüne kapanınca bunları gaz cepleri halinde hapsederek uzaya taşıyordu. İşte bu manyetik şişe türevi gaz jetlerine plazmoit, yani plazma damlacıkları diyoruz. Jüpiter atmosferi plazmoitler yoluyla saniyede yüzlerce kg gaz sızdırıyor:

İlgili yazı: Virüsler Canlı mı ve RNA Yaşamın kökeni mi?

 

Venüs ve plazma damlacıkları

Böylece hem güçlü hem de zayıf manyetik alanların ofansif ve defansif oynayabileceğini gördük ama dahası var: Venüs manyetik alan üretmeyen bir gezegen olmasına karşın manyetik alanı olan ve dolayısıyla başı plazma damlacıklarıyla derde giren bir gezegendir. Güneş’in morötesi ışınları Venüs’e çarptığı zaman üst atmosferdeki atomların elektronlarını sökerek uzay fırlatıyor ve bu da yüklü moleküllerden meydana gelen bir tampon bölge oluşturuyor.

Güneş rüzgarı eserken tampon bölgenin yüklü moleküllerini hızlandırarak elektrik alanından manyetik alan üretiyor. Güneş rüzgarı Venüs manyetik alanını pasif atmosferik dinamoya dönüştürüyor; çünkü elektrik alanını hareket ettirirseniz manyetik alan üretirsiniz ancak tersi de geçerli:

Manyetik alanı kaydırırsanız da elektrik üretirsiniz ki Venüs pozitif geri beslemeyle öyle yapıyor. Manyetik alan yüklü parçacıkları iyonesfere geri taşıyor ve böylece iyonesferin indüksiyon yoluyla ek manyetik alan üretmesini sağlıyor. Altta oluşan manyetik alan üstte oluşan orijinal manyetik alanı uzaya itiyor.

Özetle Venüs iyonesferindeki manyetik alan güneş rüzgarını uzaya itiyor. Oysa bunun bedeli olarak normalde insanların yaşayabileceği 1 Dünya atmosferi basınca sahip olan nispeten sıcak üst hava katmanlarında sağlığa zararlı elektrik akımı üretiyor. Elbette Venüs’ün gece yüzündeki manyetik alan kuyruğunun yol açtığı plazma damlacıkları atmosferin bir kısmını kopararak uzaya sürüklüyor. Peki plazma damlacıkları tam olarak nedir ve nasıl çalışır? Bunun için Jüpiter’in manyetik alanına bakalım:

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

Dünya ve plazma damlacıkları

Dünya’nın manyetik alanının en çekici yanı auroralar, yani kutup ışıklarıdır. Güneş rüzgarı parçacıkları manyetik alana çarptığı zaman yolundan saparak manyetik çizgiler üzerinde kuzey ve güney kutbuna taşınıp atmosferin üst katmanlarına çarpar. Hızlanan parçacıklar görünür ışık saçarak muhteşem renkli kuşaklar oluşturur. Oysa parçacıklar her zaman yolunda gitmez ve bazen üst atmosferdeki oksijen iyonlarına çarpar.

Böylece oksijeni manyetik mancınıklar üzerinde hızlandırarak gezegenin karanlık yüzüne taşır ve Dünya’nın manyetik alanının arkada oluşturduğu kuyrukta plazma damlacıkları halinde hapsolup uzaya kaçmasını sağlarlar. Kısacası Dünyamız manyetik kuyruğu ile günde 90 ton atmosfer kaybediyor ama endişelenmeyin! 😮

Dünya atmosferi 5 katrilyon ton ağırlığında olduğu için (5.000.000.000.000.000 ton) atmosfer sızıntısı devede kulak kalır. Öyle ki Dünya güneş sönene dek atmosferini koruyacak ve o zaman da kırmızı dev halinde şişip bizi yutmaya hazırlanacak güneş gibi bambaşka bir derdimiz olacak. 😉

Peki Dünya’nın manyetik kutupları tersyüz olacak mı? Onu da şimdi okuyabilir, manyetik alanda açılan dev deliğe bakabilir ve güneş rüzgarıyla şişen elektrikli yelkenlerle uzay araçlarını Güneş Sistemi’nin dışına nasıl taşıyacağımızı görebilirsiniz. Oraya gitmişken Satürn uydusu Titan’ın sıvı metan göllerine uğrayabilir ve cüce gezegen Plüton ile Dünya düz olmasa dahi düz dünyacıları memnun edebilecek olan yassı dünya Haumea’ya göz atabilirsiniz. Sevgiyle ve bilimle kalın.

Manyetik alan ve radyoaktif elementler

¹Timing of the martian dynamo: New constraints for a core field 4.5 and 3.7 Ga ago
²Effects of an Intrinsic Magnetic Field on Ion Loss From Ancient Mars Based on Multispecies MHD Simulations
³The role of ionospheric O+ outflow in the generation of earthward propagating plasmoids
⁴Magnetic Reconnection in the Near Venusian Magnetotail
⁵Down‐tail mass loss by plasmoids in Jupiter’s and Saturn’s magnetospheres