Mars'ın İlkimi Bir Zamanlar Soğuk ve Buzlu Olabilir!

Mars'ın hiç yaşam barındırıp barındırmadığı sorusu, on yıllardır bilim insanlarının ve halkın hayal gücünü cezbediyor. Keşfin merkezinde, Dünya'nın komşusunun geçmiş iklimi hakkında bazı sorular yatıyor: Mars, kendi gezegenimizde bulunan gibi denizler ve nehirlerle birlikte sıcak ve ıslak mıydı? Soğuk ve buzlu muydu, dolayısıyla bildiğimiz şekliyle yaşamı desteklemeye daha az yatkın mıydı? Communications Earth and Environment dergisinde yayınlanan bir çalışma, Mars toprakları ile Kanada'nın soğuk Newfoundland bölgesindeki topraklar arasında benzerlikler buldu. Bu keşif, Mars'ın soğuk ve buzlu olduğu fikrini destekliyor.

Araştırmacılar, Mars'ın Gale Krateri'ndekilerle karşılaştırılabilir malzemelere sahip toprakları Dünya'da aradı. Topraktaki mineraller, zaman içinde peyzajın evrimini anlatır. Bu nedenle bilim insanları, bir yerin geçmişteki çevre koşullarını anlamak için sıklıkla toprağı inceler. Bu malzemelerin nasıl oluştuğu hakkında daha fazla bilgi edinmek, kızıl gezegenin tarihsel koşulları hakkında uzun süredir devam eden soruları yanıtlamaya yardımcı olabilir. Gale Krateri'nin toprakları ve kayaları, 3 ile 4 milyar yıl öncesi arasındaki Mars ikliminin kaydını sunuyor. Bu dönem, gezegende nispeten bol miktarda suyun bulunduğu ve aynı zamanda Dünya'da yaşamın ilk kez ortaya çıktığı bir zaman dilimine denk geliyor. Çöl Araştırma Enstitüsü’nde toprak bilimci ve jeomorfolog olan Anthony Feldman şöyle anlatıyor:

Gale Krateri bir paleo göl yatağı. Orada kesinlikle bir zamanlar su vardı. Ancak su varken çevresel koşullar nasıldı? Mars ve Dünya'daki koşullar çok farklı olduğundan Dünya’da Mars yüzeyine tam olarak benzeyen bir yer bulamayacağız. Yine de Dünya'daki koşullara bakıp buradan elde ettiğimiz bilgileri Mars'taki sorulara uyarlamaya çalışabiliriz.

NASA'nın Curiosity keşif aracı 2011'den beri Gale Krateri'ni inceliyor ve "X-ışını amorf malzemesi" olarak bilinen bol miktarda toprak örneği buldu. Bu toprak türü, normal minerallerden farklı olarak düzenli bir atom yapısına sahip değil. Bu yüzden, X-ışını kırınımı gibi bilinen yöntemlerle incelemek zor. X-ışınları elmas gibi kristal malzemelere gönderildiğinde X-ışınları mineralin iç yapısına bağlı olarak belirli açılarda saçılır. Ancak, X-ışını amorf malzeme bu karakteristik "parmak izlerini" üretmez. Araştırmacıların kullandığı yöntem, Gale Krateri'nde Curiosity tarafından incelenen toprak ve kaya örneklerinin %15 ila %73'ünün X-ışını amorf malzemeden oluştuğunu ortaya koydu. Feldman şöyle diyor:

X-ışını amorf malzemesi dediğimiz yapıyı jöle gibi düşünebilirsiniz. Bu, birbirinin yanından kayan farklı elementlerin ve kimyasalların bir çorbası.

Curiosity, toprak ve kaya örneklerini kimyasal olarak da inceledi. Bu incelemede, amorf malzemenin içeriğini öğrendi. Sonuçlar, bu malzemenin demir ve silika bakımından zengin, ancak alüminyum bakımından fakir olduğunu ortaya koydu. Araştırmacılar henüz amorf malzemenin ne olduğunu veya bu durumun Mars'ın tarihsel ortamı hakkında ne ima ettiğini çözebilmiş değil. Bu gizemli malzemelerin Dünya'da nasıl oluştuğunu ve varlığını sürdürdüğünü anlamak, kızıl gezegen hakkındaki süregelen soruları aydınlatmamıza yardımcı olabilir.

Ekip, buldukları X-ışını amorf malzemeye benzer bir madde bulmak için Newfoundland'deki Gros Morne Ulusal Parkı’ndaki Tablelands, Kuzey Kaliforniya'daki Klamath Dağları ve Batı Nevada olmak üzere üç yeri ziyaret etti. Bu üç bölgede araştırmacıların Gale Krateri'ndeki X-ışını amorf malzemeye kimyasal olarak benzer olmasını bekledikleri serpantin topraklar vardı. Bu topraklar, demir ve silisyum açısından zengin ancak alüminyum açısından fakirdir. Ziyaret ettikleri yerlerin sıcaklık, kar ve yağmur yağışı gibi çevresel özellikleri de amorf malzemenin oluşumuna ve korunmasına neden olan çevresel koşullar hakkında fikir verebilirdi.

Araştırma ekibi her bir bölgede, toprak malzemelerini daha ayrıntılı bir düzeyde görmek için X-ışını kırınım analizi ve geçirimli elektron mikroskobu kullanarak toprakları inceledi. Newfoundland'ın soğuk iklimi, Gale Krateri'nde bulunanlara kimyasal olarak benzer ve kristal yapısı olmayan materyaller üretti. Kaliforniya ve Nevada gibi daha sıcak iklimlerde oluşan topraklar ise bu özelliklere sahip değildi. Feldman şu şekilde açıklıyor:

Bu durum, bu malzemelerin oluşması için suyun orada olması gerektiğini gösteriyor. Ancak amorf malzemenin topraklarda korunması için soğuk, donma noktasına yakın yıllık ortalama sıcaklık koşullarına ihtiyaç var.

Amorf malzeme genellikle nispeten kararsız olarak kabul edilir, yani atomik düzeyde atomlar henüz son, daha kristal formlarına organize olmamıştır. Feldman son olarak şunları söylüyor:

Bu malzemelerin jeolojik zaman ölçeğinde korunabilmesi için kinetiklerde (reaksiyon hızında) onu yavaşlatan bir etken olmalı. Bizim hipotezimiz neredeyse donma noktasındaki koşulların bu malzemelerin oluşmasına ve korunmasına olanak sağlayan özel bir kinetik sınırlayıcı faktör olduğu yönünde.