Mars Atmosferini Nasıl Kaybetti? >> Maven der ki atmosferi Güneş yok etti

NASA’nın yeni gözlem uydusu Maven, Mars atmosferini oluşturan gazların hızla uzaya kaçtığını tespit etti. Mars 4 milyar önce okyanuslarla kaplıydı ve Dünya gibi yüksek oranda oksijen içeren kalın bir atmosferi vardı. Ancak, zamanla atmosferini kaybederek hayata düşman soğuk ve kurak bir dünyaya dönüştü. Maven güneş rüzgarının Mars atmosferini yok ettiğini gösterdi. Peki bu nasıl oldu?

Dünya’da hayatın kökeni Mars mı?

Önceki yazımda belirttiğim gibi, Mars 4 milyar yıl önce hayata elverişli bir gezegendi. Nitekim Mars atmosferinin Dünya’dan 1,5 milyar yıl önce oksijen içermesinden yola çıkan bir grup araştırmacı, hayatın da önce Mars’ta ortaya çıktığını ve daha sonra göktaşlarıyla Dünya’ya taşındığını düşünüyor.

Bu teoriye göre hepimiz Marslıyız. Milyarlarca yıl önce Mars’tan gelen göktaşlarının taşıdığı mikroskobik canlıların veya hayatın yapıtaşı olan aminoasitleri oluşturan organik bileşiklerin soyundan geliyoruz.

İlgili yazı: Mars’ta 4 milyar yıl önce su ve oksijen vardı

 

3,7 milyar yıl önce Mars’a kötü bir şey oldu

Ancak gerçek ne olursa olsun, bugün Mars’ın hiç oksijen içermeyen ve solunamayacak kadar ince olan zehirli bir karbondioksit atmosferi var. Mars büyük kuzey okyanusuyla birlikte sahip olduğu suyun büyük kısmını kaybederek kurak kızıl gezegene dönüştü. Geri kalan su rezervleri de kutuplarda ve yeraltında buz halinde toplandı.

İlgili yazı: Mars’ta akarsu bulundu

Bunun sebebi güneş rüzgarının korumasız Mars atmosferini uzaya üfleyerek yok etmesi: Atmosferi olmayan bir dünya hızla buz kesiyor ve “deniz seviyesinde” basınç çok azaldığı için -90 derecelik müthiş soğuklara rağmen yüzeyinde sıvı su tutamıyor. Su ya donuyor ya da buharlaşarak uzaya kaçıyor.

 

 

Saniyede 113 gram kaybediyor

Maven uydusunun analizlerine göre Mars atmosferini çok hızlı kaybediyor. Saniyede 113 gram çok yüksek bir kayıp hızı. NASA geçen yıl 5 Kasımda Mars yörüngesine giren Maven’ın 1 yıl boyunca yaptığı gözlemleri dün açıkladı. Eskiden hayata elverişli olan Mars’ın gerçekten korkunç bir kaderi var:

Yüzeydeki su basınç azlığı yüzünden buharlaşıyor ve Mars’ın düşük yerçekimi nedeniyle (Dünya’nın yüzde 38’i) kolayca uzaya kaçıyor. Yerden 30 km yüksekte güneş rüzgarının taşıdığı yüklü parçacıklar radyoliz yoluyla (iyonize radyasyon) su moleküllerini parçalıyor.

Serbest kalan hidrojen atomları uzaya kaçıyor. Daha ağır olan oksijen atomları ise Mars’a geri dönüyor ve gezegen kabuğundaki demirle birleşip demir oksit, yani pas oluşturuyor. Böylece Mars pas tutarak kızıl gezegene dönüşüyor.

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

 

Mars atmosferi neden korumasız?

Çünkü Mars’ın güneş rüzgarını büyük ölçüde saptıran ve atmosferi koruyan bir manyetik alanı yok. Özellikle güneş püskürmeleri sayesinde Güneş’ten uzaya savrulan şiddetli güneş fırtınaları sebebiyle güneş rüzgarının şiddeti 10 ila 20 kat artıyor ve bu da Mars atmosferini tüketiyor.

Sonuç olarak Mars atmosferi Dünya atmosferinin sadece yüzde 1’i kalınlığında ve bu kadar ince atmosferin su tutması veya hayata elverişli olması imkansız. Ancak asıl soru başka: Mars’ın neden manyetik alanı yok?

İlgili yazı: Mars’a gidenler nasıl yaşayacak?

 

Güneş’i suçlamayın

Mars küçük bir gezegen ve bu nedenle iç kesimleri hızla soğudu. Oysa bir gezegenin manyetik alana sahip olması için sıcak bir çekirdek ve güçlü bir dinamo etkisi gerekiyor. Örneğin Dünya’nın katı, sıcak bir iç çekirdeği ve bu çekirdeğin etrafında ters yönde, biraz daha yavaş dönen sıvı dış çekirdeği var.

Sıcak çekirdek manto tabakasındaki kayaları eritecek kadar ısıtıyor. Ancak, çekirdek birkaç bin km derinde yer aldığı için üstteki kayaların basıncı manto tabakasının lav gibi erimesini önlüyor. Bunun yerine sıcak kayalar diş macunu gibi ağdalı bir kıvamda yavaş yavaş akmaya başlıyor.

İlgili yazı: Bilim adamları 300 yıllık problemi çözdü

 

Küçük ve hafif bir dünya

Manto tabakasının alt tabakası ısınarak hafifliyor (resimdeki gibi) ve Dünya’nın iç kesimlerinden yukarı doğru yükseliyor. Yukarıda basınç ve sıcaklık azalınca da soğuyup ağırlaşarak tekrar dibe çöküyor.

Taşınım hareketleri denilen bu süreç hem Dünya’da volkanik hareketlere ve kıtaların kaymasına yol açıyor hem de çekirdeği uzaydan izole ederek soğuyup donmasını önlüyor. Böylece Dünya’nın demir ve nikelden oluşan çekirdeği kendi çevresinde dönmeye devam ederek güçlü bir manyetik alan oluşturuyor.

 

 

Asteroitler bombaladı

Dünya’nın manyetik alanı bilimkurgu filmlerinde uzay gemilerini düşman ateşinden koruyan güç alanları gibi çalışarak gezegenimizin atmosferini güneş rüzgarından koruyor. 4 milyar yıl önce Mars’ın da güçlü bir manyetik alanı vardı, ama daha sonra Mars çekirdeği dondu ve atmosferi koruyan manyetik alan yok oldu.

Ayarı bozuldu

Bunun ikinci sebebi, Mars’ın küçük bir gezegen olması ve çabuk soğuması. Asıl sebebi ise Mars’ın Ay gibi büyük bir uydusunun olmaması.

Bu yüzden 4 milyar yıl önce Mars’a çok sayıda büyük asteroit çarptı ve gezegenin kabuğunu eriterek binlerce km derindeki çekirdeğe kadar ulaşan güçlü şok dalgaları üretti. Bu da Mars çekirdeğinin dönmesini durdurdu. Kısacası Mars’ın içi dökümhanede yanlış tavlanan demir gibi bozuldu:

Mars küçük bir gezegen olduğu için Mars kabuğu eriyince gezegenin soğuması ve çekirdeğin yavaşlayarak donması hızlandı. Böylece atmosferi ve okyanusları koruyan manyetik alan yok oldu. Böylece Mars atmosferini 400 milyon yıl içinde kaybetti.

İlgili yazı:  NASA açıkladı > Mars akarsularını neye borçluyuz?

 

Eski atmosferde oksijenin kaynağı ne?

Mars kayalarında ve Mars’tan Dünya’ya gelen göktaşlarında oksijen bulduk. Bazı araştırmacılar oksijeni eskiden Mars’ta yaşayan bakterilerin ürettiğini düşünüyor. Diğerleri ise konuya çok daha temkinli yaklaşıyor ve bu gruba göre, Mars atmosferinde oksijen manyetik alan eksikliği nedeniyle incelen atmosferden kaynaklanıyor.

Atmosfer incelince su buharlaştı ve su molekülleri atmosferin üst katmanlarında parçalanınca Mars’a yağan oksijen atomları kızıl gezegenin kayalarında toplandı. Özetle, Mars kayalarında oksijen bulunmasının sebebi Mars bakterileri değil, Mars’ın atmosferini kaybederek ölü bir dünyaya dönüşmesiydi.

Her halükarda Mars’ın atmosferini nasıl kaybettiğine dair 10 yıllık teorinin kanıtlanmasını NASA’nın gözlem uydusu Maven’a borçluyuz (İngilizce Mars Atmosferi ve Uçucularının Evrimi kelimelerinin kısaltması).

 

 

Uzayda otobüs

Elbette Mars’a bir otobüs göndermedik ama Maven büyük bir uydu, aslında bir okul otobüsü büyüklüğünde.

Meraklı uydu Mars atmosferini ve atmosferi etkileyen güneş rüzgarını inceledi. Böylece güneş rüzgarının Mars atmosferini yok ettiğini kanıtladı. Maven, Mars çevresindeki bir turunu 4,5 saatte tamamlıyor.

On parmağında on marifet

Maven 8 bilimsel deney aygıtı taşıyor. Bu aygıtlar deyim yerindeyse Mars atmosferini av köpeği gibi kokluyor ve güneş rüzgarının şiddetini ölçüyor (uzayda hava durumu diyebiliriz).

Cesur Maven, süper ince Mars atmosferini daha iyi inceleyebilmek için kızıl gezegene sık sık derin dalışlar gerçekleştirdi ve Mars’a 125 km yaklaştı (örneğin Dünya yörüngesindeki uzay istasyonu 420 km yüksekte dönüyor). Böylece Mars’ın atmosferini kaybetme hızını ölçtü.

İlgili yazı: Uluslararası Uzay İstasyonu 15 yaşında

 

Geçmişe açılan pencere

Maven araştırma ekibinden Stephen Bougher atmosfer deneylerini şöyle açıklıyor: “Maven ile zamanda geçmişe gidebildik. Sonuçta hidrojen ve oksijen kaybederken su da kaybediyorsunuz.”

“Biz de Mars’ın 1 yılda atmosferinin ne kadarını kaybettiğine baktık ve zamanı geri sararak 4 milyar yıl önceki atmosferin kalınlığını ölçtük. Bu da eski atmosferde ne kadar su buharı olduğunu hesaplayarak eski Mars denizlerinin derinliğini ölçmemizi sağladı.”

 

Mars atmosferini nasıl kaybetti?

¹http://mars.nasa.gov/news/whatsnew/index.cfm?FuseAction=ShowNews&NewsID=1869