Europa 15 Metrelik Buz Bıçaklarıyla Kaplı
NASA’nın Europa Clipper uzay aracı Jüpiter’in uydusu Europa’ya 2030’da ulaşarak yaşam arayacak; ancak Europa yüzeyi 15 metrelik dev buz bıçaklarıyla kaplı. Peki Europa Clipper parçalanmadan nasıl iniş yapacak ve hayat arayacak?
Yaşam vaat eden uydu
Güneş Sistemi’nde görünüşte Europa’dan ilginç olan birçok ay var. Bunlardan biri, bulamaç yüzlü Uranüs uydusu Miranda ve diğeri de dev krateriyle Star Wars’taki Ölüm Yıldızı’na benzeyen Satürn uydusu Mimas.
Siz de Europa’nın Dünya okyanuslarından 2-3 kat fazla su içerdiği için oldukça ayrıcalıklı olduğunu düşünebilirsiniz. Oysa Güneş Sistemi’nde gezegenimizden 15 kat fazla su içeren okyanus dünyaları var. Yine de Europa bizim için en ilginç uydu; çünkü diğerleri arasında yaşama en elverişli olanı.
Ancak, Europa’da yaşam aramak için buz tabakasının altındaki global okyanustan yüzeye yükselen ve ortalama -190 derecelik yüzeyde donan sudan örnek almamız lazım. Bunun için de Europa’ya iniş yapmamız gerekiyor; ama iniş pisti olmayan Europa yüzeyinde bunu yapmak zor.
Çünkü buz bıçaklarıyla kaplı
Europa Clipper sondası uydunun suyunu analiz ederek içinde mikroorganizma olup olmadığına bakacak; ama 15 metre yüksekliğindeki sivri buz dikitleriyle kaplı Europa yüzeyi bunu zorlaştırıyor. Öte yandan, uyduyu saran global buz tabakası yeterince inceyse bu durum Europa’da yaşam aramayı kolaylaştırabilir fakat çok kalınsa buz bıçaklarıyla birlikte işleri tümüyle çıkmaza sokabilir.
İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?
Neden derseniz
Buz tektoniği yüzünden: Kayalık Dünyamızdaki granit dağlar kıtaların kaymasıyla oluşuyor. Cüce gezegen Plüton gibi donmuş dünyalar ise su buzu, azot buzu ve kuru buzdan oluşan kalın buzullarla kaplı oluyor.
Öyle ki Europa’dan önce Plüton’da göğe bıçak gibi yükselen sipsivri buz dikitleri bulduk. Plüton’a gönderdiğimiz Yeni Ufuklar sondası, cüce gezegenin yanından geçerken çektiği detaylı fotoğraflarla bu keşfi hızlandırdı.
Plüton’un bıçakları global yeraltı okyanusu üzerinde yüzen buzul kabuğunun kayması ve dalma batma hareketleriyle oluşuyor. Sonuçta Plüton ve Europa gibi su dünyalarında manto tabakasının yerini global buz altı okyanusu alıyor.
Suyun akışkanlığı bu tür uyduların düşük yerçekimiyle birleşince bunların yüzeyi buz bıçaklarıyla kaplanıyor. Plüton’un buz bıçakları da yeraltı okyanusunun yüzey buzunu kırması, dalgalandırması ve dev yarıklar halinde çatlatmasıyla oluşuyor.
Peki ya Europa?
Europa’nın buz bıçakları ise çok daha farklı bir süreçle, aslında bizzat güneş ışığıyla oluşuyor! Şimdi diyeceksiniz ki “Hocam Güneş buzu eritir. Bu nasıl olur?” Soruyu aklınızda tutun; çünkü sırayla gitmeliyiz. Önce “Europa’nın buz bıçaklarıyla kaplı olduğunu nereden biliyorsunuz?” sorusunu yanıtlayalım.
İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt
Sahi nereden biliyoruz?
Bu son derece makul bir soru. Sonuç olarak yakın zamanda Europa’ya uzay aracı göndermedik. 1995-2003 yıllarında Jüpiter ve uydularını araştıran Galileo sondası da uzaktan çektiği fotoğraflarda bu tür oluşumlara rastlamadı.
Neyse ki Europa hakkında o kadar bilgisiz değiliz: Yerbilimciler Galileo fotoğraflarını yıllarca incelediler ve buz bıçakları teorisini geliştirdiler. Europa’daki yer şekillerini yorumlayan bilim insanları, Güneş Sistemi’nde yaşama en elverişli olan uydunun buz bıçaklarıyla kaplı olduğu sonucuna vardılar.
İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili
Öyleyse nasıl hayat arayacağız?
Europa’yı saran buz kabuğu 10-30 km kalınlığında ise tek çaremiz çatlaklardan birine havadan yaklaşmak. Sonra da içine balık gibi yüzen ve nükleer pil destekli elektrik motoruyla çalışan özel bir elastik robot denizaltı indirmek.
Bunun için Europa Clipper’dan sonra gönderilecek olan yeni bir uzay aracı, uyduyu kaplayan buz bıçaklarının üzerinden uçacak ve aşağıya robot denizaltı taşıyan bir sonda indirecek. Bu sonda manevra roketlerini kullanarak Europa üzerinde süzülecek ve iki yanı buz bıçaklarıyla kaplı olan dev yarıklardan birinin üzerinde asılı kalacak.
Ardından robot denizaltıyı belki kabloyla yarığın içine sarkıtacak ve asıl macera bundan sonra başlayacak: Sonuçta robot sondamızın buz çatlakları içinde sıkışıp ezilmeden 10 ila 30 km derindeki okyanusa erişmesini ummamız gerekiyor.
Daha sonra robot denizaltımızın okyanus suyunu analiz edip bu sonuçları Europa yörüngesinde dönen gelecek kuşak uyduya göndermesini bekleyeceğiz. 2040’lardan önce başaramayacağımız uzun ve zorlu bir süreç bu.
İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem
Ancak buz inceyse
İşimiz çok daha kolay. Nitekim yeni araştırmalar Europa buzunun Antarktika buzulları gibi 1-3 km kalınlığında olabileceğini gösteriyor.
Bu durumda okyanus suyu buz çatlaklarının arasından yüzeye erişebilir. O zaman da yüzeye yakın uçan yeni uzay aracımızdan aşağıya kabloyla sonda sarkıtarak numune almamız ve bu örneklerde mikrop aramamız kolaylaşacaktır.
Peki ya Europa Clipper ne yapacak?
Öncelikle Europa Clipper 2022-2025 yılında fırlatılacak ve en geç 2031 yılında Europa’ya ulaşmış olacak. Ardından bu uyduyu hiç buz bıçaklarıyla uğraşmadan; uzaydan ama alçak irtifadan uçarak gözlemleyecek.
İlgili yazı: Herkes Nerede? Uzaylılar ve Fermi Paradoksu
Buna rağmen hayat bulabilir
İlk bakışta kulağa imkansız gelse de Europa’ya iniş yapmadan hayat aramak mümkün ve bunun iki nedeni var: 1) Yeraltı okyanusu derin çatlaklardan yüzeye ulaşıyorsa ve içinde yaşam varsa bu bakterilerin kalıntıları yüzey buzuna bulaşabilir. Bu da buzun rengini ve kimyasını değiştirerek uzaydan bakınca yaşam bulmamızı sağlayabilir.
2) Ayrıca Europa tıpkı Satürn uydusu Enceladus gibi uzaya su püskürtüyor. Dar çatlakların arasında sıkışan okyanus suyu yüksek basınçla yüzeye ulaşıyor ve ortalama -190 derecede anında donarak yüzeye kar halinde yağıyor. Europa Clipper alçak irtifadan geçerek bu gayzerleri inceleyebilir.
Satürn’e giden Cassini uydusu da Enceladus gayzerlerinin içinden geçerek benzer bir analiz yapmış ve Enceladus’un yeraltı okyanusunun tıpkı Europa gibi hayata elverişli olduğunu bulmuştu.
Ancak bir sorun var
Europa yüzeyi Jüpiter’in yaydığı zararlı radyasyodan kötü etkileniyor. Bu yüzden gayzerlerle yüzeye püsküren suda mikroplar varsa bunlar anında ölüyor. Dolayısıyla Europa Clipper’ın gayzerlerin içinden geçerken olası hayatı tespit etmesi oldukça zorlaşıyor.
İlgili yazı: Konutlar İçin Ucuz Güneş Enerjisi Rehberi
Neyse ki çözümü var
Mikro küp uydular: Japonların Ryugu asteroitine gönderdiği Hayabusa-2 uydusunu anlatan yazıda belirttiğim gibi Europa Clipper, yanında küçük uydular veya tek kullanımlık yüzey sondaları taşıyabilir. Bunları da çatlakların yakınına indirebilir.
Sondaları buz bıçaklarıyla kaplı olan yerlerden uzak tutmayı başarırsak bunlar aylarca olduğu yerde kalıp uzun süreli gözlem yapabilir. Hem yarıkların iki yakasını kaplayan karda yaşam arayabilir, hem de 2 aylık sürede belki 5-10 kez püsküren taze suyu analiz edebilir.
Henüz Europa Clipper uydusunun ne zaman fırlatılacağı ve yanında avuç içi büyüklüğünde küp sondalar taşıyıp taşımayacağı belli olmadı. Ancak, Europa’da yaşam aramak istiyorsak 2031 yılına kadar elimizdeki en gelişmiş teknoloji bu.
İlgili yazı: Ay’a Gitmedik Komplo Teorilerini Çürüten 10 Kanıt
Buz bıçakları nasıl oluşuyor?
Dediğim gibi bunlar güneş ışığıyla oluşuyor; çünkü Europa yüzeyi buzun güneşte eriyemeyeceği kadar soğuk: -190 derece! 1) Europa’nın gayzerleri yeraltı okyanus suyunu yüzeye püskürtüyor. 2) Bu su soğukta anında donarak yüzeye kar halinde yayıyor. 3) Kar sıkılaşarak buza dönüşüyor. 4) Güneş Europa’ya 800 milyon km, yani bizden 6 kat uzak olduğu için uyduyu hiç ısıtmıyor ve buzu çözmüyor.
Durun daha bitmedi
Buraya kadar saydıklarımız temel bilgilerdi; ama bunlar buz bıçaklarının nasıl oluştuğunu açıklamaya yeterli değil. İngiltere’deki Cardiff Üniversitesi’nden yer şekilleri uzmanı Daniel Hobley’e göre1 buz dikitlerini yaratan iki ana faktör var:
A) Europa Jüpiter tarafından gelgit kilidi yediği için uydunun bir yüzü hep Jüpiter’e ve diğer yüzü de hep Güneş’e bakıyor. Bu da aydınlık yüzün çok ışık almasını sağlıyor.
B) Morötesi ışınlar içeren güneş ışığı (mevsimleri olmayan Europa’da ışığın açısı hiç değişmediği için), yüzey buzunu hep aynı yerden aydınlatıyor. Tıpkı Plüton yüzeyinde olduğu gibi, buzu fotoelektrik etkiyle kimyasal olarak parçalıyor. Böylece gölgede kalmayan kısımlarını 50 milyon yılda radyasyonla aşındırıp süper sivri dikitler ve 15 metrelik buz bıçaklarına dönüştürüyor.
Hobley bu tür oluşumların Venezüella’dan Arjantin’e uzanan And Dağlarında görüldüğünü belirtiyor. Öyle ki yöre halkı buz bıçaklarını İspanyolca penitente (tövbekar) olarak adlandırıyor. Bu isim de Paskalya bayramından geliyor: Buz bıçakları, Güney Amerika’daki tövbekar rahiplerin Paskalya’da taktığı penitente adındaki sivri şapkalara benziyor.
İlgili yazı: BepiColombo Sondası Merkür’e Gidiyor
Dünya’da nasıl oluşuyor?
Buz bıçaklarının gezegenimizdeki oluşumu biraz farklı tabii: Bir kere Dünya kendi çevresinde dönüyor ve bir yüzü hep Güneş’e bakmıyor. İkincisi bizde mevsimler ve yüksek dağlar var. Bu bağlamda And dağlarına dik açıyla gelen Güneş ışınları buzulları eriterek buzda oyuklar açıyor.
Bu oyukların iki yanında da sivri uçlu dikitler meydana geliyor. Güneş ışığı bunların dibini ısıtıp çözerken kenarları sürekli gölgede kalıyor. Böylece buz bıçakları üretiliyor.
Hobble Dünya’da nadir görülen buz bıçaklarının güney ve kuzey kutbuna yakın yüksek enlemlerde oluşmadığını söylüyor. Sonuçta kutup dairesi üzerinde güneş ışığı çok yatay geliyor ve buzları sivri uçlar halinde yontmuyor.
İlgili yazı: Kara Delikler Karanlık Enerji Yıldızları mı?
Uzay aracına ne olacak?
Yine de buz bıçaklarının Europa’ya inecek sondaları şişleyeceğini sanmayın. Metalden yapılma uzay araçlarımız sert buzu pek hasar almadan kıracak veya yanından sekerek bıçakların arasındaki boşluğa düşecektir ki asıl sorun da bu:
Rosetta (Reşit) sondasının 67/p kuyrukluyıldızına indirdiği Filai sondası da devrilip yana yattığı için güneş panellerini ışığa çevirememiş ve enerji üretemediği için devre dışı kalmıştı. Oysa NASA’nın Europa Lander ve Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) JUICE projesi gerçekleşirse bu sondaların da iniş yaparken buz bıçaklarına dikkat etmesi gerekecek.
Europa Lander iniş yapacak
NASA, Europa Clipper uydusunu desteklemek için Europa yüzeyine Europa Lander adında küçük bir araç indirmeyi düşünüyor. Bu araç yüzey buzunu inceleyerek doğrudan hayat arayacak ve bu yöntem Europa’da yaşam bulma şansını artıracak.
İlgili yazı: Jüpiter Çevresinde 12 Yeni Uydu Bulundu
Radyasyon mikropları öldürmez mi?
Yukarıda belirttiğim gibi Jüpiter’in güçlü radyasyon kuşağı, özellikle Europa’nın ekvator bölgelerini bütün mikropları öldürecek şekilde sterilize ediyor. NASA’da çalışan astrobiyolog Tom Nordheim ve meslektaşları da bu soruna el attılar ve Europa yüzeyinde yaşam bulma olasılığını ölçtüler.
Sonuç olarak radyasyon Europa yüzeyindeki bütün mikropları öldürüyorsa yaşam bulmamız çok zorlaşacak. Sadece taze yeraltı suyu içeren çatlaklara sonda indirerek ve gayzerlerin içinden uydular uçurarak yaşam arayabileceğiz.
Ancak, Europa’da yaşam bulma konusunda çok şanslı olacağız. Her ne kadar ekvator bölgesi kuzey enlemlerinden 10 kat fazla radyasyon alıyor olsa da buzun sadece 10-20 cm altında radyasyondan korunan ölü mikrop izleri olması mümkün.
Mikropların Europa yüzeyinde yaşaması büyük olasılıkla imkansız; ama JUICE ve Europa Lander iniş yaptıkları zaman karda yaşam izi bulma şansına sahip olacaklar. Europa Clipper uydusu da burada devreye girecek ve yüzeyi gözlemleyerek yaşam bulma olasılığı en yüksek olan yerleri bulacak.
İlgili yazı: Japon aracı Hayabusa-2 asteroite robot indirdi
Mars’ta yaşam
Bütün bunlar bize bilim insanlarının Europa, Enceladus ve Mars’ta yaşam arama açısından sıkı bir yarışa girdiğini gösteriyor. Bakalım hangisinde daha önce yaşam bulacağız? Mars bunların içinde hayata en düşman olan dünya ama yeraltı mikroplarıyla bizi şaşırtabilir.
Nitekim Mars atmosferi Dünya’dan önce oksijen içeriyordu. Peki hayat önce Mars’ta ortaya çıkmış ve asteroitlerle Dünya’ya ulaşıp gezegenimizdeki yaşamı başlatmış olabilir mi? Onu da Dünya’daki Hayatın kökeni Mars mı? yazısında okuyabilirsiniz. Keyifli haftalar dilerim.
Europa Clipper nasıl çalışıyor
1Formation of metre-scale bladed roughness on Europa’s surface by ablation of ice
2Band Formation and Ocean‐Surface Interaction on Europa and Ganymede
3Theory of structure formation in snowfields motivated by penitentes, suncups, and dirt cones.
