Mars’ta milyarlarca yıl önce varolan okyanuslar nasıl buharlaşıp yok oldu?

Mars yüzeyi çorak ve kuraktır; sınırlı miktardaki su buzullarda tutulur ya da çok az bir kısmı yüzeyin altında yatar. Bununla beraber, eğer yüzeye yakından bakarsanız, uzak geçmişte devasa sellerin yarattığı, kıyı şeritlerine ya da kanyonlara benzeyen oluşumları görebilirsiniz.

Günümüzden milyarlarca yıl önce, Mars’ın atmosferi şimdikine kıyasla daha yoğun ve hava biraz daha sıcak olabilirdi. Bir kısım bilim insanı Mars’ta bulunan deltalara baktığında, Dünya’daki nehir deltalarına benzer biçimde, okyanusların kısmen gezegen yüzeyini kapladığını öne sürdü. Diğerleriyse Mars’tan gelen göktaşlarının bileşimine baktılar; bu inceleme, Mars’ın şu anki kimyasal yapısının gezegenin milyarlarca yıl önceki haline kıyasla neye benziyor olabileceğini ortaya koyabilir. Her iki kanıt grubu da yaklaşık dört milyar yıl önce Mars’ın kuzey yarımküresinin devasa bir okyanusla kaplı olduğunu gözler önüne seriyor.

Günümüzde, bu okyanus yalnızca bir anıdan ibaret. Tokyo Üniversitesi tarafından yürütülen ve 2022 yılında Nature Communications dergisinde yayınlanan araştırma, bunun nedenlerinden birini aktarıyor: Mars, milyarlarca yıl önce manyetik alanını yitirmişti. Bir manyetik alanın sağladığı koruma olmadığında atmosfer dağıldı ve nihayetinde atmosferde bulunan su buharı uzaya savrulurken okyanuslar da buharlaştı.

‘DÜNYA’NIN SONU DA MARS GİBİ OLABİLİRDİ’

Güneş Sistemi zorlu bir yer. Bizlere hayat veren Güneş hayatı alıp götürebilir de. Manyetik alanımızın koruyucu etkisi olmasaydı, Güneş’in ürettiği muazzam miktardaki radyasyon gezegenimizi kızartırdı. Manyetik alan olmasaydı, Güneş rüzgârı atmosferimizi sıyırırdı ve okyanuslar buharlaşıp uzaya savrulurdu. Farklı biçimde söylersek, Dünya’nın sonu da Mars gibi olurdu.

Dünya, Güneş Sistemi’ndeki güçlü bir manyetik alana sahip olan kayalık gezegenlerden yalnızca biri. Mars ve Dünya’nın bu kadar büyük oranda farklı olmasının en kritik nedenlerinden biri, büyük ihtimalle bu alanın var olması. Buna karşın, milyarlarca yıl önce Mars da güçlü bir manyetik alana sahipti. Peki, ne oldu?

Tokyo Üniversitesi’nden Shunpei Yokoo liderliğindeki bir ekip bu sorunun yanıtını bulabilmek için, Dünya’daki bir laboratuvarda Mars çekirdeğini simüle etti. Araştırma ekibi, Mars’ın çekirdeğinde bulunduğu düşünülen demir, kükürt ve hidrojen karışımını kullanarak bir karışım üretti.

Muhtemelen kükürt çekirdekte yer alır; zira Mars (kabuğu ve mantoyu örnekleyen) göktaşları, tipik olarak kükürtle birlikte bulunan birçok elementi içermez. Mars, gezegenin oluşumu esnasında su buzunun bol bulunduğu Güneş Sistemi’ndeki ‘kar çizgisine’ yakın olduğu için, çekirdekte bol miktarda hidrojen bulunuyor olabilir. Yokoo, verdiği demeçte, “Mantıklı olarak, çekirdeğin ‘Fe-S-H’ [Demir-Kükürt-Hidrojen] karışımı bir akışkan olduğunu, ancak bunun daha fazla Mars depremi gözlemiyle doğrulanması gerektiğini varsayabiliriz” dedi: “NASA’nın devam etmekte olan ‘InSight’ araştırması yakın gelecekte bize daha fazlasını gösterebilir.”

Daha sonra ekip bu demir, kükürt ve hidrojen karışımını iki elmasın arasına yerleştirdi ve onu bir lazerle ısıtarak kayalık bir gezegenin çekirdeğinde var olan yükse k sıcaklığı ve basıncı taklit etti. Karışım malzeme -biri demir ve kükürt, diğeri demir ve hidrojen olmak üzere- iki ayrı sıvıya ayrıldı. Hidrojen içeren sıvı daha az yoğun olduğundan yukarı çıktı. Ve sıvılar ayrıştıkça konvektif akımlar ortaya çıktı.

Bu deney, Mars’ın erken tarihinde yaşananlara benzer. Demir-kükürt-hidrojen sıvısı, kükürt hidrojenden ayrıldıkça konvektif akıntılar oluşturur. İşte bu akıntılar gezegenin çevresinde koruyucu bir manyetik alan yaratmış olmalıydı. Öte yandan bu tür akıntıların ömrü kısadır. İki akışkan birbirinden tamamen ayrıldığında akımlar duracak ve manyetik alan kaybolacaktı. En sonunda da atmosfer sıyrılacak ve okyanuslar buharlaşacaktı.

DÜNYA’NIN ÇEKİRDEĞİNDEKİ BENZER FİZİK

Demir-kükürt ve demir-hidrojen akışkanlarının bu şekilde ayrıldığı durumlar Dünya’da da görülür ama aralarında sıcaklık gibi mühim bir fark vardır.

Yokoo, demecinde “Dünya’nın çekirdeğinin sıcaklığı (~ 6.740°F) Mars’ın çekirdeğindeki ısıdan çok daha yüksek” dedi. Bu yüksek ısılarda demir-kükürt ve demir-hidrojen sıvıları birbirine karışır. Diğer yandan, sıcaklıkların daha düşük olduğu çekirdekte katmanlaşmanın daha yüksek olduğunu görürüz. Yokoo, “Dünya’nın çekirdeğinin sadece tepesinde görülen katmanlaşmanın, Mars çekirdeğinin tamamında görülmesinin sebebi işte budur” dedi ve “Dünya’nın çekirdeğinin baştan sona katmanlaşması (bir milyar yıl gibi) çok uzun bir zaman alır” diye ekledi.

HÂLÂ ZAMANIMIZ VAR

Bununla birlikte, bu sonuçların yaşama elverişli ötegezegen arayışında kimi etkileri söz konusu. Güneş Sistemi dışındaki bir gezegenin yaşam barındırıp barındıramayacağını tespit etmek amacıyla kullanılan yaygın bir ölçüt, yüzeydeki ne çok soğuk ne de çok sıcak olan bir yerde sıvı halde suyun bulunması. Öte yandan, belki de gezegenin suyunu tutup tutamayacağını belirlemek için güçlü bir manyetik alanın varlığı bir diğer önemli ölçüt olmalı. Ve evrende Dünya’nınki kadar güçlü manyetik alanların nispeten ender görülür olması da gayet muhtemel.