Mars’ta bir zamanlar okyanusların olduğu ve bunun sebeplerinden birinin de, Mars’ın Dünya’dakine benzer koruyucu bir manyetik alan taşımasından kaynaklandığı uzun süredir biliniyor. Fakat bu manyetik alan ortadan kaybolmuş durumda. Yapılan yeni araştırma ise nihayet sebebini açıklayabilir. Mars’ın çekirdeğinde milyarlarca yıl önce olması beklenen koşulları yeniden canlandıran araştırmacılar, mevcut olduğu düşünülen erimiş metalin sonradan kaybolan kısa süreli manyetik alana yol açmış olabileceğini keşfetmiş.
İster bilim kurgu sebebiyle, ister Dünya’dan çıplak gözle görebiliyor olmanız sebebiyle olsun Mars, yüzlerce yıldır insanların hayal gücünü harekete geçiriyor. Bize en yakın gezegenlerden biri olmanın yanında, keşif için gönderilen çeşitli uzay araçlarının üzerindeki her türlü bilimsel cihazla incelenmiş ve incelenmeye de devam ediyor. Fakat buna rağmen, Mars hakkında halen cevaplanmamış bazı büyük sorular var. Dünya, Mars ve tüm komşu gezegenlerin aynı kozmik maddelerden oluştuğu düşünüldüğünde bu soruların cevapları, kendi uzak geçmişimize ve geleceğimize bile ışık tutabilir.
Büyük sorulardan bazıları halihazırda cevaplanmış durumda. Örneğin Mars’ın görünürdeki birçok özelliği, gezegenin eskiden okyanuslara ve koruyucu bir manyetik alana sahip olduğunun kanıtı. Fakat Tokyo Üniversitesi Dünya ve Gezegen Bilimleri Bölümünde çalışan Profesör Kei Hirose’nin aklında özellikle bir soru varmış: Eskiden Mars’ın etrafında bir manyetik alan var idiyse, bu alan neden vardı ve neden bu kadar kısa sürdü? Hirose’nin laboratuvarında doktora öğrencisi olan Shunpei Yokoo’nun öncülüğündeki bir araştırma takımı, bu soruyu cevaplamak üzere bizden hem zaman, hem de mekan yönünden böylesine uzak olan bir şeyi test etmek için yeni bir yöntem aramaya başlamış.
“Dünya’nın manyetik alanına, çekirdeğindeki erimiş metallerin anlaşılmaz büyüklükteki konveksiyon akımları yön veriyor. Diğer gezegenlerdeki manyetik akımların da aynı şekilde işlediği düşünülüyor” diyor Hirose. “Fakat Mars’ın iç bileşimi henüz bilinmiyor. Gök taşlarındaki bulgular, bunun sülfürle zenginleşmiş eriyik bir demir olduğunu akla getiriyor. Dahası; NASA’nın InSight uzay aracıyla yüzeyden elde edilen sismik okumalar, Mars’ın çekirdeğinin zannedilenden daha büyük ve daha düşük yoğunlukta olduğunu söylüyor. Söz konusu bulgular, hidrojen gibi daha hafif olan ilave elementlerin mevcudiyetine işaret ediyor. Bu detay ile birlikte, çekirdeği meydana getirmesini beklediğimiz demir alaşımları hazırlıyor ve onları deneylere tabi tutuyoruz.”
Elmasların ve lazerlerin yer aldığı deneyde, beklenmedik bir sürprizle de karşılaşılmış. Yokoo demir, sülfür ve hidrojen (Fe-S-H) içeren bir malzeme örneği oluşturmuş. Araştırmacılar Mars’ın çekirdeğinin bir zamanlar bu elementlerden oluştuğunu düşünüyor. Örneği iki elmasın arasına yerleştiren bilim insanları, onu kızılötesi lazer ile ısıtırken bir yandan da sıkıştırmışlar. Bunu yapmalarının amacıysa, çekirdekte olduğu tahmin edilen sıcaklık ve basıncı canlandırmakmış. Numunede X-ışını ve elektron ışınlarıyla yapılan gözlemler, basınç altındaki erime sırasında neler olduğunun görüntülenmesine olanak sağlamış. Hatta örnekteki bileşiminin bu süre zarfında nasıl değiştiği bile görülmüş.
“Çok şeyi açıklayan belli bir davranış görünce şok şaşırdık” diyor Hirose. “Başlangıçta homojen olan Fe-S-H bileşimi, bu türden basınçlar altında hiç görülmeyen bir karmaşıklıkta iki ayrı sıvıya ayrıldı. Demir sıvılardan biri sülfür yönünden zenginken, diğeri de oksijen bakımından zengindi. İşte bu, Mars’ın etrafındaki manyetik alanın doğumunu ve nihayetinde kayboluşunu açıklamanın anahtarı.”
Hidrojen yönünden zengin ve sülfür bakımından fakir olan bu yoğunluğu düşük sıvı, sülfür bakımından zengin olan ve hidrojen yönünden fakir olan sıvı demirin üstüne çıkarak konveksiyon akımlarına sebep olmuş olmalı. Dünya’dakilere benzeyen bu akımlar, Mars’ın etrafındaki bir atmosferde hidrojen tutma kabiliyetine sahip manyetik bir alan meydana getirmiş olmalı. Manyetik alan, sonrasında suyun sıvı şekilde var olmasına olanak sağlamış. Fakat bu çok uzun sürmemiş. Dünya’nın inanılmaz derecede uzun ömürlü iç konveksiyon akımlarının aksine, bu iki sıvı tamamen ayrıldığı zaman manyetik alan sağlayacak akım da kalmamış. Bunun sonucunda Güneş rüzgarlarıyla uzaya savrulan hidrojen, su buharının ayrışmasına ve nihayetinde Mars’taki okyanusların buharlaşmasına yol açmış. Üstelik tüm bunlar, yaklaşık 4 milyar yıl önce gerçekleşmiş.
“Gelecekte Mars’ta yapılacak sismik çalışmalar, elde ettiğimiz sonuçların da göz önünde bulundurulmasıyla birlikte çekirdeğin aslında tahmin ettiğimiz gibi farklı katmanlardan oluştuğunu doğrulayabilir” diyor Hirose. “Eğer durum böyleyse, Dünya’nın da içinde bulunduğu kayalık gezegenlerin oluşum hikayelerini tamamlayıp bileşimlerini açıklamamıza yardımcı olabilir. Ayrıca Dünya’nın da bir gün manyetik alanını kaybedebileceğini düşünebilirsiniz ancak endişelenmeyin, böyle bir şeyin olmasına en az bir milyar yıl var.”
Bulgular geçtiğimiz hafta Nature Communications bülteninde sunuldu.
Kaynak: Tokyo Üniversitesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
