Dünya’daki Hayatın kökeni Kızıl Gezegen Mars mı?

Mars’a gönderilen Spirit, Opportunity ve Curiosity araçları kızıl gezegen üzerinde 4 milyar yıl önce bol oksijen ve engin okyanuslar olabileceğini açığa çıkardı. Bu durumda Mars’ta hayat sadece 100 milyon yıl farkla Dünya’dan önce ortaya çıkmış olabilir mi?

Bugüne kadar Dünya’yı hayatın beşiği olarak kabul ediyorduk. Oysa hayat Mars’ta geliştiyse, Dünya’daki canlıların kökeni de kızıl gezegen olabilir. Belki de Dünya’ya hayatı ve ilk bakterileri Mars’tan gelen göktaşları taşıdı. Belki de kızıl gezegen 4 milyar yıl önce resimdeki gibi hayat dolu bir yerdi.

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

 

Dünya’yı yerinden eden keşif

Kopernik 1500’lerde Dünya’nın evrenin merkezi olmadığını gösterdi. Zamanla Güneş’in de evrenin merkezi olmadığını öğrendik ve 1930’larda Gökbilimci Hubble’ın yaptığı gözlemlerle, içinde yaşadığımız galaksinin, yani Samanyolu’nun uzaydaki milyarlarca sıradan galaksiden biri olduğunu anladık.

Buna rağmen evrende ayrıcalıklı bir yeri olduğunu düşünen insanoğlunun son bir kalesi vardı. En azından hayatın beşiğinin Dünya olduğunu düşünüyorduk. Ancak Mars’tan gelen son bilgiler, hayatın bile Dünya’dan önce başka bir gezegende ortaya çıkmış olabileceğini gösteriyor.

İlgili yazı: NASA Mars’ta akarsu buldu

 

Mars okyanusları

NASA Jet İtki Laboratuarı’nda üretilen ve ünlü astronom Carl Sagan’ın katkılarıyla Mars’a gönderilen Viking 1 ve Viking 2 sondaları 1976 yılında gezegene iniş yaptığında, bilim adamları “Mars’ta su var mı?” diye sormuşlardı.

Bu sorunun cevabını 2008 yılında aldılar: NASA’nın Phoenix kutup sondası 2008’de Mars’a indi ve toprağın hemen altında su buzu buldu ama bu daha başlangıçtı.⁵

NASA’nın 2003 yılından beri arka arkaya gönderdiği sondalar, kızıl gezegende eskiden okyanuslar, denizler ve nehirler olduğunu gösteren çok sayıda kanıt buldu. Kurumuş nehir yatakları, taşkın vadileri, kayalarda su izleri, çakıl taşları, kil tabakaları ve su buzu içeren kutup bölgeleri derken “Mars’ta su var!” haberleri büyük ölçüde önemini kaybetti.

İlgili yazı: İnsanlar Mars’ta nasıl yaşayacak?

 

Mars’ta su var, peki hayat var mı?

Kızıl gezegen kayalarının altında su buzu olduğunu biliyor, hatta yeraltı su kaynakları olabileceğini düşünüyoruz ve Mars’ta insanlı araştırma üsleri kurarak, kutuplardaki buz şapkalarından su çıkarmanın yollarını araştırıyoruz. Bununla birlikte “Mars’ta hayat olup olmadığı” ayrı bir konu…

İnsanların nefes alamayacağı kadar incecik atmosferi ve bir damla bile su bulunmayan kurak yüzeyiyle Mars’ta hayat olduğunu düşünmek bile saçma diyebilirsiniz. Gerçekten de bugüne kadar Mars’ta bir tek canlı bulabilmiş değiliz.

Gerçi Mars’ta hayat bulamadık ama çok daha ilginç bir keşif yaptık: Dünya atmosferinde serbest oksijen bulunmadığı çağlarda, Dünya atmosferinin büyük oranda karbondioksit ile karbonmonoksit gazından oluştuğu yıllarda (bildiğiniz baca ve egzoz gazı) Kızıl gezegen atmosferinde oksijen olduğunu keşfettik. 4 milyar önce, Dünya’da hayat ortaya çıkmadan evvel², Mars çoktan hayata elverişli bir gezegendi.

İlgili yazı: Matt Damon’un Marslı filmi ne kadar gerçekçi?

 

Mars kayalarında oksijen izleri

Mars’ta oksijen olmak zorundaydı. Bugün Mars’ı kızıl gezegen olarak adlandırmamızın sebebi gezegenin demir oksit tozuyla, yani bildiğiniz pasla kaplanmış olmasıdır. Mars’a Roma savaş tanrısının adını veren kızıl kan renginin nedeni bu ve su ile oksijen olmadan pas da olmaz.

İşte bu yüzden, Mars’ta okyanusların bulunduğu dönemde oksijen olduğunu da keşfetmemiz an meselesiydi. Buna rağmen, temkinli bilim dünyası Mars’ta hayat izleri aramadan önce işleri ağırdan alıyordu; fakat NASA’nın Spirit adlı tekerlekli araştırma aracı ezberi bozdu (Türkçe ismiyle Araştırma Ruhu).

2004-2010 yılları arasında Mars’ta dolaşarak kaya örneklerini inceleyen Spirit, Mars taşlarında oksijen izleri olduğunu gösterdi. Spirit’in sağladığı sonuçlar şu anda Mars’ı araştıran diğer meraklı robotun, Curiosity’nin topladığı verilerle örtüşüyor: Curiosity; Kızıl gezegen toprağında sülfür, nitrojen, hidrojen, oksijen, fosfor ve karbon elementlerinin izlerine rastlamıştı.

 

Kil katmanları ve sulak araziler

Sülfürlü bileşikler Dünya’daki bakteriler için çok önemli. Gezegenimizdeki mikroplar sülfat ve sülfitleri enerji kaynağı olarak kullanıyor.

Nitekim Curiosity’nin SAM ve CheMin deney aygıtlarından gelen veriyi değerlendiren bilim adamları, gezici sondanın bu buluşu yaparken eski bir nehir yatağında olduğu veya eskiden yazın kuruyan bir göl tabanında bulunduğu sonucuna vardılar (Tıpkı Afrika savanlarının geçici gölleri gibi).

Eski su yatağı aşırı asitli veya aşırı tuzlu değildi, üstelik yüzde 20 oranında kil içeriyordu. Bu da eski akarsu yataklarını kaplayan kil tabakasının kızıl gezegen toprağındaki minerallerle karıştığını gösteriyordu. Zengin mineraller içeren bu karışım, Mars’ta milyarlarca yıl önce yaşamış olan mikropları besliyor olabilirdi.

İlgili yazı: Donuk Mars teorisi > Mars eskiden buzlarla mı, denizlerle mi kaplıydı?

 

Hayatın kaynağı Mars göktaşları mı?

Yine de bilim adamları Curiosity’nin daha Mart ayında sağladığı bu sonuçlardan emin olamadılar. Çünkü Mars’ın eskiden hayata elverişli olması, günümüzde veya geçmişte Mars’ta hayat olduğu anlamına gelmiyor. Bunun için daha fazla kanıta ihtiyacımız var ve şu anda elimizde olan en güçlü kanıtı Spirit sağlamış bulunuyor.

Oxford Üniversitesi’nde çalışmalarını sürdüren jeologlar¹, Spirit’in verilerini analiz ettiler ve 3,7 milyar yıl yaşındaki kızıl gezegen kayalarında oksijen izleri saptadılar.

Spirit’ten elde edilen sonuçlardan emin olmak isteyen yerbilimciler, bu verileri Mars’tan Dünya’ya gelen 180 milyon ila 1,4 milyar yıl yaşındaki göktaşlarıyla karşılaştırmayı da ihmal etmediler. Amaçları Mars’taki oksijenin kaynağını bulmaktı.

 

 

Oksijen nereden geldi?

Eski Mars atmosferindeki oksijenin kaynağı, bir zamanlar Mars’ta yaşayan ve fotosentez yapan bakteriler olabilirdi. Bu durumda Mars’ta eskiden hayat olduğu kesinleşecekti. Öte yandan, kayalardaki oksijenin kaynağı volkanik etkinlikler de olabilirdi.

Atmosferdeki oksijen sadece yanardağlar ve gayzerlerin havaya püskürttüğü gazlardan kaynaklanıyorsa, Mars’ın eskiden hayata elverişli olmakla birlikte, 4 milyar yıl önce hayat barındırmadığı ortaya çıkacaktı.

 

 

Bu sorunu çözmeyi amaçlayan jeologlar, Dünya’daki laboratuarlarda saklanan Mars göktaşları ile Spirit’in Mars’taki Gusev Kraterinde incelediği yüzey kayalarını karşılaştırmaya karar verdiler.

Kızıl gezegen göktaşları Tharsis Yaylasının volkanik açıdan aktif olduğu dönemlerde görülen yanardağ püskürmeleriyle ya da bölgede yaşanan asteroit çarpışmalarının etkisiyle uzaya savrulmuş olabilirdi.

Sonuç olarak, Mars’ta yerçekiminin Dünya’nın yaklaşık üçte biri gücünde olması (yüzde 38), gökyüzüne fırlayan kayaların kızıl gezegenin çekiminden kurtulmasını kolaylaştırıyordu.

 

 

Genç kayalar, yaşlı kayalar

Mars’ta hayat (varsa) en geç 3,7 milyar yıl önce sona erdi. Bu araştırmaya konu olan en eski Mars göktaşı ise sadece 1,4 milyar yıl yaşında ve o zaman Mars atmosferinde oksijen yoktu. Buna rağmen Mars göktaşlarında az miktarda oksijen bulunuyor. Peki neden?

Kızıl gezegen göktaşları Mars’ın kısmen erimiş manto tabakasından oluşan iç kesimlerinden geliyor. En genci 180 milyon yıl yaşındaki bu kayalar, volkanik etkinliklerle yüzeye çıkan lav akıntılarının katılaşmasıyla meydana gelmiş olmalı.

Öte yandan, Mars yüzeyi milyarlarca yıl önceki göktaşı çarpışmalarıyla eridiğinde, eski atmosferdeki oksijen az miktarda da olsa manto tabakasına karışmış olabilir. Bu da yerin derinliklerinden gelen lavlardan oluşan yeni kayaların bile az miktarda oksijen içerdiği anlamına geliyor.

 

 

Oksijenin kaynağı Mars bakterileri mi?

Bilim adamları eski Mars atmosferindeki oksijenin Mars bakterilerinden kaynaklandığını kanıtlayabilirlerse, kızıl gezegende Dünya’dan önce hayat olduğunu da kanıtlamış olacaklar. Asıl bomba bu, ancak bu teoriyi kanıtlamak kolay değil.

Her ne kadar Gusev Kraterindeki kayalarda bulunan yüksek miktardaki oksijenin en makul açıklaması muhtemel Mars bakterileri olsa da Mars bizim için yabancı bir gezegen.

Mars’ın içini dışını Dünya gibi bilmiyoruz ve kızıl gezegende iyi anlaşılmamış olan bazı kimyasal süreçler, eski Mars atmosferindeki oksijenin gerçek kaynağı olabilir. Mars’ta en azından mikrop fosilleri bulana kadar (bakterilerin kayalarda bıraktığı mikroskobik çukurlar) eski Mars atmosferindeki oksijenin biyolojik kökenli olduğunu söyleyemeyiz.

 

 

Yoksa Mars göktaşlarında çoktan hayat izleri bulduk mu?

Amerikalı meteor avcıları 1984 yılında Mars’tan gelen bir göktaşı buldular ve ANSMET meteor avı programı çerçevesinde Güney Kutbundaki Antarktika kıtasında keşfettikleri bu göktaşını ALH 84001 olarak adlandırdılar.

ALH 84001 göktaşı, 4 ila 3,9 milyar yıl önce, Mars’ta oksijen ve okyanus olan bir dönemde oluşmuştu. Bu dönemlerde bir asteroit çarpışmasıyla parçalanarak dönüşüm geçiren kaya, 15 milyon yıl önceki ikinci bir asteroit çarpışmasının ardından uzaya fırlamış ve yaklaşık 13 bin yıl önce Dünya’ya düşmüştü.³

 

 

ALH 84001 üzerinde yapılan analizler, bu kayanın Mars’ta 18 derece sıcaklıktaki suyla temas ettiğini ve atmosferden karbondioksit çektiğini gösteriyordu.

Kayadaki karbonat bileşikleri üzerinde yapılan izotop testleri, göktaşını ıslatan suyun, Mars yüzeyinin hemen altında yer alan ve yeni açılan bir çatlaktan yüzeye sızarak hızla buharlaşan doğal bir yeraltı su deposundan kaynaklandığına işaret ediyordu.

ALH 84001 üzerinde 1996 yılında yapılan elektron mikroskobu taramaları, kaya parçasında bakteriye benzeyen fosiller olduğunu gösterdi. Bu doğruysa Mars’ta dünyadan önce hayat vardı ve belki de Dünya’daki bakterilerin ataları Mars’ta ortaya çıkarak, göktaşlarıyla birlikte gezegenimize taşınmıştı. ALH 84001’deki mikroskobik izlerin gerçekten bakterilere ait olup olmadığı kanıtlanamadı. Bazı jeologlar bu şekillerin doğal jeolojik süreçlerle de oluşabileceğini ve gerçek bakterilerden kaynaklanmadığını söylüyor.

 

 

Okyanus ve atmosferini nasıl kaybetti?

Her halükarda, 4 milyar yıl önce Mars’ın hayata elverişli olduğunu öğrenmiş bulunuyoruz. Öyleyse Mars neden bugün hayata elverişli değil? Okyanuslar kurumuş, atmosferde serbest oksijen yok, kızıl gezegen yüzeyinde bir damla bile su bulunmuyor.

Oysa her şeye rağmen kızıl gezegenin atmosferinde bir zamanlar oksijen olduğunu biliyoruz: Adı üstünde, koca bir gezegenin pas tutup kızıla dönüşmesi için oksijen ve su gerekiyor. Bu gezegen atmosferini ve suyunu nasıl kaybetti?

Dünya’nın yarısı büyüklüğünde bir gezegen olduğu için, Mars’ın demir-nikel-sülfürden oluşan küçük ve hafif çekirdeği çabuk soğudu. Özellikle 4,1 ila 3,8 milyar yıl önce gerçekleşen son büyük asteroit çarpışmaları, Mars’ta ağır yaralar açtı ve gezegenin kabuğunun kısmen erimesine neden oldu. Bilim adamları bu sürecin Mars’ın manyetik alanını öldürdüğünü düşünüyor.

 

 

Atmosfer için manyetik alan şart

Dünya ve Mars gibi kayalık gezegenlerin merkezinde erimiş bir demir çekirdek bulunuyor (Dünya’da dış çekirdek).

Bu sıcak çekirdek kayaları eriterek, çekirdeğin hemen üstünde kalın bir manto tabakası oluşturuyor. Gezegenin içindeki ısı yavaşça uzaya kaçarken “taşınım hareketlerine” yol açıyor (konveksiyon).

 

 

Taşınım hareketleri, erimiş demir çekirdek yüzeyinde ısınan manto tabakası kayalarının yumuşayarak yüzeye doğru yükselmesine ve soğuyunca tekrar derinlere batmasına yol açıyor. Bu hareket bütün gezegeni etkileyen güçlü bir elektrik akımı meydana getiriyor.

Aynı zamanda gezegen kendi etrafında dönüyor, ancak demir çekirdek daha ağır olduğu için, gezegenin merkezi manto tabakasından farklı bir hızda dönüyor. Bu dönme hareketi de gezegenin atmosferini güneş rüzgarından koruyan bir manyetik alan oluşturuyor.

 

 

Kızıl Gezegen ve kötü talihi

Mars küçük bir dünya olduğu için, gezegenin manto tabakası ve çekirdeği daha çabuk soğudu. Ayrıca Mars’ın Dünya gibi büyük bir uydusu da yoktu. Ay Dünya’yı büyük asteroit çarpışmalarından koruyordu, ama Mars’ın asteroitleri kütleçekim kuvvetiyle üstüne çekecek böyle bir uydusu bulunmuyordu.

Sonuçta art arda gelen dev asteroitler, Mars yüzeyine kısa aralıklarla çarptı ve manto tabakasının tekrar tekrar erimesine yol açtı. Oysa taşınım hareketinin sürmesi için manto tabakasının üst kesimlerinin soğuk olması gerekiyordu: Sıcak çekirdeğin yaydığı ısı, ancak merkezden soğuk dış katmanlara doğru akabilirdi.

Bu yüzden, dış manto katmanlarının ısınması taşınım hareketini durdurdu ve 3,9 milyar önce Mars’ın manyetik alanı yok oldu.⁴ Gerçi değişen pek fazla bir şey yok: Mars’ta eskiden hayat olsa bile, gezegenin kabuğunu eriten şiddetli çarpışmalar bütün canlıları öldürecekti.

 

 

Toronto Üniversitesi’nden Jafar Arkani-Hamed ve meslektaşlarının geliştirdiği teoriye göre, manyetik alandan yoksun kalan Mars atmosferi güneş rüzgarlarına karşı korumasızdı.

Güneş’in üflediği yüklü parçacıklardan oluşan plazma rüzgarları, Mars atmosferinin üst katmanlarındaki su moleküllerini radyoliz yoluyla parçalayarak, suyu oksijen ve hidrojen atomlarına ayırdı. Hafif hidrojen, Mars’ın zayıf çekiminden kurtularak uzaya kaçtı.

Güneş’e Dünya’dan ortalama 50 milyon km daha uzak olmasına karşın, Mars’ı sera gazı etkisiyle ısıtan su buharının ortadan kalkması, okyanusların hızla donmasına ve havadaki su buharının tümüyle tükenmesine yol açtı. Böylece Mars atmosferini kaybetti, su kutup buzullarında ya da yeraltında hapsoldu ve gezegen bütünüyle kuruyarak, bildiğimiz anlamda hayata elverişli olmayan bir yer haline geldi.

 

 

Dünya’da hayatın kökeni

Hayat kompleks bir olgu. Dünya’ya hayat kızıl gezegen üzerinden gelmiş olabilir, hayat tümüyle Dünya’ya özgü olabilir veya Dünya’daki hayata ek olarak bazı bakteriler de Mars’tan gelmiş olabilir.

Şimdilik bu soruların yanıtını bilmiyoruz, ama şu anda revaçta olan bir teoriye göre hayatın yapıtaşları; yani aminoasit denilen organik moleküller, Güneş Sisteminde oluşan asteroitlerde ve kuyrukluyıldızlarda ortaya çıktı.

Yine popüler bir başka teoriye göre, Dünya okyanuslarındaki suyu gezegenimize çarpan kuyrukluyıldızlarla asteroitlere borçluyuz. Bu asteroitler hayatın temeli olan aminoasitleri de Dünya’ya getirmiş olabilir. Üstelik Carl Sagan’ın dediği gibi, Dünya’yı ve Güneş Sistemini oluşturan gaz ve toz bulutu da milyarlarca yıl önce patlayan yıldızların kalıntılarından oluşuyor. Demek ki hepimiz yıldız tozuyuz, yıldız çocuklarıyız.

 

 

Topraktan gelip toprağa döneceksek eğer gezegenimize iyi bakmamız, çevre kirliliğini ve küresel ısınmayı önlememiz gerekiyor.

Hayat Dünya’da ortaya çıkmış olsun olmasın, asla değiştiremeyeceğimiz bir gerçek var: Bugün hayata elverişli olduğunu bildiğimiz tek gezegen Dünya’dır.

Elimizde başka gezegenlere gidecek uzay gemileri olmadığına göre, uzaydaki diğer yıldızlarda gezegen aramak için ışıktan hızlı gitmemizi sağlayacak fütüristik Uzay Yolu veya Yıldız Savaşları motorlarına sahip olmadığımıza göre gerçekten Dünyamıza iyi bakmamız gerek. Türümüzün geleceği buna bağlı.

¹Volcanism on Mars controlled by early oxidation of the upper mantle
²Biomarkers from Huronian oil-bearing fluid inclusions: an uncontaminated record of life before the Great Oxidation Event
³After 10 years, few believe life on Mars
⁴Giant impacts cripple core dynamos of small terrestrial planets
⁵Confirmation of Water on Mars