Mars’ta Dev Su Kaynakları Bulundu

Bilim insanları Mars toprağının birkaç metre altında dev su buzu katmanları bulduklarını açıkladı. Ekvatora yakın enlemlerdeki su kaynakları insanların Mars’a yerleşmesini kolaylaştıracak. Buna karşın Mars yüzeyinde geçici akarsu olduğu haberleri yanlış çıktı. Peki kızıl gezegende ne kadar su var?

Grönland buzulları kadar

ABD Maden Tetkik ve Arama kurumunda çalışan jeolog Colin Dundas, tam da Mars yüzeyinde geçici akarsular bulunmadığına yönelik yeni bulgular ışığında bu keşif ilaç gibi geldi diyor. Sonuçta sadece Mars’ın kuzey kutbunda Grönland buzullarının üçte biri kadar su var. Ancak, buna güney kutbunu ve yeraltındaki buz tabakasını ekleyince rahatlıkla Grönland’ın toplam buzul kapasitesini buluyoruz.

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

150 yıllık rüya

Mars’ta büyük su kaynakları olduğu hikayesi ta Mars yüzeyini 19. yy.’da teleskopla tarayan Percival Lowell zamanından beri ortalıkta dolaşıyor. Percival Lowell, kızıl gezegende gördüğü şekillerin Marslıların kurak ekvatora kutuplardan su taşımak için açtığı kanallar olduğunu düşündü.

Hatta bu inanç dünyanın ilk bilimkurgu yazarlarından H. G. Wells’in Dünyalar Savaşı romanına esin kaynağı oldu. Wells kitabında Dünya’yı işgal eden Mars askerleri ve robotlarını anlattı. Ancak, aradan geçen yıllarda Lowell’ın yapay kanallarının aslında Mars kraterleri ve havzaları olduğunu anladık.

Bununla birlikte Mars yüzeyinin altında çamurlu su, tuzlu su, yarı buzlu su, Yerebatan sarnıcı benzeri dev su akiferleri ve buz katmanları olduğuna dair birçok farklı teori ortaya atıldı. Yeraltı buzu teorisi ise bilim insanlarının en çok desteklediği kuram oldu.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

2002, Bir Mars Efsanesi

Nitekim 2002 yılında NASA’nın Odyssey uydusu gezegeni yörüngeden taradı ve yüksek enlemlerde sığ su buzu olduğunu tespit etti; yani toprağın birkaç metre altında buz katmanları vardı. 2008’de NASA’nın Phoenix sondası Mars’ın kuzey kutbuna yakın bir noktaya inerek toprağı kazdığında su buzu buldu.

Ancak, asıl mesele Mars’ta ne kadar su buzu olduğu ve ekonomik fizibilite açısından buzun ne kadar derinde olduğu:

Düşünün, Dünya’da derin artezyen kuyusu açmak pahalı bir şey. Mars buzuna erişmek için de 300-1000 metrelik kuyular açmamız gerekirse bu çok pahalı olur. Mars’ta ne kadar bol su olursa olsun derin buz katmanlarını verimli kullanamayız.

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Takvimler 2016’yı gösterdiğinde

2016’nın sonlarında Mars Keşif Uydusu (MRO) çok daha faydalı bir keşif yaparak Mars’ın orta enlemlerinde en azından ABD-Kanada sınırındaki Superior Gölü kadar su olduğunu tespit etti. Ancak, bu yazının konusu olan asıl önemli keşfi Colin Dundas’a borçluyuz: Dundas Mars yüzeyinin hemen altında su buzu halinde dev su kaynakları olduğunu gösterdi.¹

Dundas bunun için Mars kraterlerinin dik yamaçlarını inceleyerek sekiz ayrı bölgeyi analiz etti. Sonuçta dik yamaçlar toprağın kek dilimi gibi kesitini veriyor, yani metrelerce altını gösteriyordu. Amerikalı jeolog bu şekilde açığa çıkarak MRO fotoğraflarında yer alan kaya ve buz katmanlarını inceleyerek buzun yüzeye çok yakın olduğunu buldu.

İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi

 

Peki kaç metre derinde?

Mars toprağının sadece 1-2 metre altında büyük su kaynakları, su buzu katmanları var; ama bu su nereden geliyor? Mars atmosferini kaybettiği zaman su buzunun kutuplara çekildiğini biliyoruz. Öyleyse ekvatordaki yeraltı buzları nereden geldi?

Dundas Mars’ın Dünyamız gibi büyük bir uyduya sahip olmadığını, bu yüzden de Güneş Sistemi’ndeki diğer gezegenlerin etkisiyle aşırı derece yalpaladığını hatırlatıyor. Buna göre Mars zaman zaman hacıyatmaz oyuncağı gibi yan yatıyor.

En son milyonlarca yıl önce yan yattığı zaman ekvatoru kutuplara geldi ve bol kar yağışı aldı. İşte orta enlemlerdeki yeraltı su kaynakları, Mars buzu bu şekilde birikti.

İlgili yazı: Evren Bir Simülasyon mu?

 

Topaç Mars ve astronotlar

Dundas’ın verileri NASA’nın Mars’a göndereceği yeni robot ciplerin (rover) kazmalarıyla test edilecek ve doğru çıkarsa insanların Mars’a yerleşmesini çok kolaylaştıracak; çünkü susuz yaşanmaz:

İnsanlar su içecekler, suyla yıkanacak ve temizlik yapacaklar. Seralarda yetiştirecekleri tahıl, sebze ve meyveyi sulayacaklar. Ayrıca su moleküllerini parçalayıp oksijen ve hidrojen üretecekler. Oksijenle nefes alıp hidrojeni karbona bağlayarak metan akaryakıtı üretecekler.

Metan yakarak ısınacak, elektrik üretecek, Mars kamyonlarını ve Dünya’ya dönecek roketleri çalıştıracaklar. Hatta bunun için doğrudan su buzunu ısıtmalarına da gerek yok. Sulu bileşikler içeren kayaları parçalayıp ısıtarak su buharını ayrıştırmaları mümkün olacak.

Eski araştırmalar Mars’ta suyun 10 metre derinde olduğunu gösteriyordu. Gerçekte 2 metre derinde olması ise insanların Mars’a yerleşmesini çok büyük ölçüde kolaylaştıracak.

İlgili yazı: 18 Ayda Nasıl 24 Kilo Verdim?

 

Öyleyse Mars suyunu nasıl kaybetti?

Dünya’da hayatın kökeni Mars mı ve Donuk Mars yazılarında anlattığım gibi, kızıl gezegende suyla iki ilgili iki ana teori var: Birine göre, Mars 4 milyar yıl önce büyük bir kuzey okyanusuyla kaplı olan ve dev su kaynakları içeren ılıman bir gezegendi.

Diğerine göre ise Mars her zaman soğuk ve kurak bir çöldü. Gezegen eskiden buzullarla kaplıydı. Ancak, 4 milyar öncesinden başlayarak Mars güneş rüzgarı sebebiyle atmosferini kaybetti ve yüzey basıncı düşünce büyük su kaybına uğradı. Geri kalan su rezervleri yeraltına indi ve kutup buzları halinde saklandı.

İlgili yazı: Mobil İnternette Video İzleme Rehberi

 

Küçük gezegen

Mars’ın atmosferini kaybetmesinin nedeni koruyucu manyetik alanının olmaması. Bunun sebebi de Mars’ın Dünya’nın sadece yarısı büyüklüğünde minik bir gezegen olması. Öyle ki kütlesi Dünya’nın yüzde 11’i ve yerçekimi de yüzde 38’ine eşit.

Yerbilimcilerin teorilerine göre küçük Mars’ın daha da küçük bir demir çekirdeği var. Çabuk soğuyan ve katılaşan bir çekirdek. Öyle ki 3,9 milyar yıl önce Mars’a çarpan dev göktaşları yüzeyin bir kısmını eritti ve Mars’ın iç ısısının uzaya kaçmasına sebep oldu.

Bu da çekirdeği soğutarak tavını bozdu ve Mars çekirdeğinin ürettiği manyetik alanı yok etti. Öyleyse Mars’ta gerçekten ne kadar su olduğunu anlamamız için kızıl gezegenin suyunu nasıl kaybettiğini bulmamız gerekiyor. Böylece hangi enlemlerde ne kadar su buzu olduğunu daha iyi tahmin ederiz.

Peki Mars neden küçük bir dünya?

Bilim insanları Mars su kaynakları gizemini çözmek için kızıl gezegenin 4,55 milyar yıl önce nasıl oluştuğunu öğrenmeye karar verdiler. Yeni teoriye göre Mars Güneş Sistemi’nde bugünkü yörüngesinden daha uzak bir yörüngede oluşmuş olabilir.

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

 

Neden böyle düşünüyoruz?

Öncelikle Mars ve Dünya’nın yakın yörüngelerde olmasına karşın (iki gezegen birbirine 55 milyon km kadar yaklaşıyor) iki gezegenin kimyasal bileşimi çok farklı.

İkincisi Mars’ın bugünkü yörüngesi de oldukça sıcak sayılır. Öyle ki Güneşimizin saçtığı ısının 4 milyar önce Mars’taki suyun büyük kısmının buharlaşmasına neden olması gerekiyordu. Buna Mars’ın zamanla atmosferini kaybettiğini de eklersek kızıl gezegende çok daha az su buzu olması gerektiğini görüyoruz.

Öyleyse suyunu nasıl korudu?

Yeni teoriye göre Mars Güneş’e 1,5 kat uzakta, 330 milyon km mesafedeki Asteroit Kuşağı’nda oluştu. Ancak, zamanla Güneş’e ortalama 220 milyon km mesafede olan bugünkü yörüngesine göç etti (Jüpiter’in neden geçici olarak Güneş’e göç ettiğini ise Göçmen Jüpiter yazısında anlattım).

İlgili yazı: En Büyük Galaksiler Ne Kadar Büyük?

 

Göçmen gezegenler

Doğrusu bu teori, Güneş Sistemi’nde ilk Jüpiter’in oluştuğunu ve 4,5 milyar yıl önce geçici bir süre için Güneş’e çok yaklaşan Jüpiter’in, diğer gezenleri de yörüngeden çıkararak bugünkü yörüngelerine taşıdığı teorisine de uyuyor.

Colarado Üniversitesi’nden jeolog Stephen Mojzsis, “Mars Asteroit Kuşağı’nda çok hızlı oluştu ve o zamanlar daha sıcaktı. Ancak, bugünkü yörüngesine oturduktan sonra soğuyarak atmosfer tutmaya başladı” diyor.

Bu kuram Mars kayaçlarının neden Dünya’dan daha hafif mineraller içerdiğini açıklayabilir: Sonuç olarak asteroit kuşağının metal asteroitlerden bakımından pek zengin olmadığını biliyoruz. Üstelik bunun sorumlusu da Jüpiter:

Jüpiter gezegeni hem asteroit kuşağındaki ağır metal asteroitlerin büyük kısmını yuttu, hem bir kısmını uzaya savurdu, hem de güdük kalan Mars’ı Dünya yörüngesine iterek yaklaştırdı. Bu sebeple Mars’ın küçük ve hafif demir çekirdeği hızla soğudu; kızıl gezegen de önce manyetik alanını, sonra atmosferiyle birlikte su kaynaklarının önemli kısmını kaybetti.

İlgili yazı: NASA X-ışını navigasyon sistemi geliştirdi: NICER

 

Mars’ta akarsu var mı?

2015 yılında sizlerle Mars’ta geçici akarsu bulundu konulu iki yazı paylaştım. Buna göre Mars kraterlerinden aşağıya gözyaşı izi gibi akan akarsu yatakları vardı. Aslında Mars yüzeyinde atmosfer basıncı çok düşük ve suyun hemen buharlaşması gerekiyor.

Bu sebeple Mars yüzeyinde akarsu olamaz, yüzeyde sadece su buzu var olabilir. Yine de bilim insanları krater yamaçlarındaki çatlakların altında yüksek basınçlı ve çamurlu yeraltı suyu olduğunu düşündüler. Yamaçlardan krater tabanına ulaşan izleri de buharlaşmış su izi olarak yorumladılar.

Bu durumda yeraltı suyu çatlaklardan geçici olarak yüzeye çıkıyor ve buharlaşana kadar yamaçlardan aşağı akıyordu. Tuzlu suyun içerdiği perklorat bileşiği de suyun hemen buharlaşmasını önlüyor ve akarsuların daha uzun süreli akmasını sağlıyordu.

Söz konusu keşif NASA’yı öyle heyecanlandırdı ki kurumun gezegen bilimleri direktörü Jim Green, Marslı filminin kahramanı Mark Watney’in kızıl gezegende mahsur kaldığı aylarda yaşamak için bu akarsuları kullanabileceğini söyledi.

İlgili yazı: Göz Kırpan Yıldızın Sırrı Çözüldü

 

Kayan kumlar

Hatta diğer bilim insanları krater yamaçlarındaki izlerin geçici akarsularda yaşayan Mars mikroplarının izi (lekesi, gölgesi) olabileceğini öne sürdüler (ki Curiosity sondasının Mars’a yanlışlıkla mikrop taşıdığını; ama şansımıza mikropların Mars’a bulaşmadan öldüğünü biliyoruz).

Ancak, Colin Dundas ve meslektaşları, Tekrarlanan Yamaç Çizgileri (RSL) olarak adlandırılan bu oluşumların aslında kayan kumlar olabileceğini gösterdiler. Bunun için de iki kanıt gösterdiler: 1) Sadece en dik krater duvarlarında yamaç izleri vardı. 2) Krater yamaçlarındaki tüm çizgiler kuru toprak kaymasına benzer açılarda sonlanıyordu.

Oysa bunlar akarsu olsaydı otomobil camından akan yağmur suyu gibi dere benzeri izler bırakmalıydı ki bunu kumdan kale yaparken de görebilirsiniz: Sadece ıslak kumla kuleler inşa edebilirsiniz. Kuru kum şekil almadan aşağı kayacaktır.

Hiç mi su yok?

Dundas krater yamaçlarındaki izlerin kayan kum akıntısıyla oluştuğunu ve az tuzlu kum kıvamında olduğunu söylüyor. Sıvı varsa da çok az miktarda olmalı (maksimum yüzde 3), yoksa bu izlerin deyim yerindeyse daha akışkan olması gerekirdi diyor.

İlgili yazı: Evrende Zamanın Akışı Yavaşlıyor mu?

 

Mars’ta ne kadar su var?

Her durumda Dundas ve meslektaşları Mars’ın orta enlemlerinde büyük miktarda yeraltı su buzu olduğunu buldular. Bu yüzden akarsular söz konusu olmasa ile Mars’ta büyük su kaynakları olduğunu biliyoruz. Peki ne kadar su var?

Bunu Mars’a gidip gezegeni en az yüz yıl araştırmadan kesin olarak söylemeyiz. Ancak, orta enlemlerdeki su kaynakları Donuk Mars ile Islak Mars teorilerini bağdaştıran yeni bir melez açıklama olduğunu gösteriyor.

Buna göre Mars atmosferini kaybettiği zaman, gezegenin suyu büyük ölçüde donup buz katmanları halinde yeraltına geçmiş olabilir. Bu da Mars’ın 4 milyar yıl önce okyanuslarla kaplı olmasa bile rutubetli bir gezegen olduğunu gösterir.

İlgili yazı: Marslı filmi ne kadar gerçekçi?

 

Su kaynakları nereye gitti?

Öncelikle kızıl gezegendeki büyük su kaynaklarını Mars’ın yüzey suyunu kaybetmesine borçluyuz. Eğer toprak suyu emmeseydi yüzeydeki su tümüyle buharlaşacak ve Mars büyük su kaybına uğrayacaktı. Oxford Üniversitesi’nden Jon Wade suyu bazalt kayaların emdiğini söylüyor.

İşin ilginci, bu teori Mars’a çarpan göktaşlarının iç çekirdeği soğutarak manyetik alanı yok etmesi senaryosuyla da uyuşuyor. Sonuçta göktaşları Mars yüzeyini geçici olarak eritti, eriyen kayalar lav gölleri ve denizleri oluşturdu.

Lavlar katılaşıp yüzey bazaltına dönüşür ve atmosfer uzaya kaçarak yüzey basıncı düşerken Mars suyu da kayaların altına indi. Bu durumda Mars kayaları Dünya’dan yüzde 25 daha fazla su buzu tutuyor olabilir.

Böylece yüzey kuruyarak hayata düşman olurken, Mars suyu geniş su kaynakları halinde yeraltında dev buz katmanları oluşturdu. Hem de yüzeyin 1-2 metre altında! Bu doğruysa insanların Mars’a yerleşmesi, Mars’ta sera kentler kurması ve gelecekte Mars’ı dünyalaştırması çok daha kolay olacak. Gelişmeleri heyecanla bekliyoruz.

100 m kalınlığında yeraltı Mars buzları

¹Exposed subsurface ice sheets in the Martian mid-latitudes
²Halogens in chondritic meteorites and terrestrial accretion
³The cool and distant formation of Mars
⁴Granular flows at recurring slope lineae on Mars