Mars’taki kil mineralleri ilkel buhar banyosunda oluşmuş olabilir
Brown Üniversitesi’nden gezegen bilimciler, Mars’ta eski kil minerallerinin oluşması için yeni bir senaryo öneriyorlar; eğer doğruysa kırmızı gezegenin tarihi yeniden yazılabilir.
Mars yüzeyinde binlerce eski filosilikat mostra vardır. Filosilikatlar veya killer, suyun volkanik kayaç ile etkileşimi sonucu oluşmakta ve birçok bilim insanı, Mars tarihinin bir noktasında sürekli yüzey suları, yer altı suları veya aktif hidrotermal sistemlerin bulunduğunu göstermektedir. Ancak Nature dergisinde yayınlanan yeni araştırma, gezegende herhangi bir su akıntısından çok önce, Mars kabuğunun kendisi oluşturulurken killerin oluşmuş olabileceğini önermektedir.
Araştırmacılar, laboratuar deneyleri ve bilgisayar modelleri ile araştırmayı destekleyerek senaryonun nasıl çalıştığını ortaya koydular. Çok erken güneş sisteminde Mars ve diğer kayalık gezegenlerin erimiş magmanın okyanusları tarafından kaplandığı düşünülmektedir. Mars magma okyanusunun soğumaya ve katılaşmaya başlamasıyla birlikte, su ve diğer çözünmüş uçucular yüzeyden dışarı atılmış ve gezegeni çevreleyen yoğun, buharlı bir atmosfer oluşmuştu. Bu yüksek basınçlı buhar banyosunun nemi ve ısısı, yeni katılaşmış yüzeyin muazzam aralıklarını çamura dönüştürürdü. Gezegen milyarlarca yıldan beri geliştikçe, volkanik aktivite ve asteroit bombardımanları, bazı yerlerde killeri örterdi ve onların başka etmenler tarafından kazıp günümüzde yüzeyde yaygın ama dağınık dağılımına neden oldu.
Brown’da doktorasını tamamlarken araştırmaya öncülük eden Central Florida Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı olan Kevin Cannon şunları söyledi: “Kil yapmanın temel tarifi, kayayı almanız ve ısı ve su ilave etmenizdir. Bir magma okyanusunun yarattığı bu ilkel
atmosfer, şimdiye kadar en sıcak ve en ıssız Mars’ı oluştururdu. Kabuğu kabaca değiştirebileceğiniz ve daha sonra bu materyalleri sonradan değiştirebileceğiniz bir durum.”
Cannon ve ortak yazarlar, senaryonun Mars’ta sıcak ve ıslak bir iklim ya da sürekli bir hidrotermal sistem gerektirmeyen yaygın kil depoları oluşturma aracı sunduğunu söylüyor. Son teknoloji ürünü iklim modelleri, sıcaklığın donma noktasının çok üstünde nadiren sürünen ve yüzeydeki su akışının dağınık ve izole edildiği bir erken Mars’ı önerir.
Brown’un Dünya, Çevre ve Gezegen Bilimleri Bölümü’nde profesör olan Jack Mustard, ayrıca çalışmanın ortak yazarıdır, şunları söyledi: “Mars evriminde ortaya çıkan komplikasyonlardan biri, yüzey bozunumunun, gördüğümüz mineral değişiminin derecesini üretme kapasitesine sahip olduğu bir senaryo oluşturamayacağımızdır. Kesinlikle, diğer alterasyon mekanizmalarını tamamen indirgemeye çalışmıyoruz. Mars’ın tarihindeki farklı noktalarda yüzeysel hava koşulları ve diğer değişiklikler kesinlikle oluştu, ancak bunun en eski Mars bölgelerinde görülen yaygın kilin çoğunu açıklamak için makul bir yol olduğunu düşünüyoruz.”
Önerdikleri mekanizmanın makul olduğunu göstermek için, araştırmacılar Martian bazalt bileşimi ile uyumlu kaya örnekleri sentezledi. Daha sonra bir magma okyanusunun yarattığı buhar atmosferinde bulunabilecek olan sıcaklık ve basınç koşullarını yeniden oluşturmak için yüksek basınçlı bir cihaz kullandılar. İki hafta boyunca numuneler piştikten sonra ekip değişikliğe uğramayıp davranmadıklarını kontrol etti.
Cannon şunları söyledi: “Bu bazaltın ne kadar çabuk ve geniş bir şekilde değiştiğini gerçekten çok iyi gördüm. En yüksek sıcaklık ve basınçlarda bazalt parçacıkları tamamen tüketti. Gerçekten yoğun bir değişim derecesi.”
Cannon ve meslektaşları, bir magma okyanusu ile ilişkili buhar atmosferini, 10 milyon yıl veya daha uzun sürdürebilirlerdi. İlkel Mars yüzeyi üzerinde üç kilometrelik kil üretmenin bu kadar uzun sürdüğü tahmin ediliyorlardı.
Araştırmacılar, gezegen geliştikçe o kilin kaderinin ne olabileceği konusunda bir fikir edinmek için Mars kabuğunu ve üstünde üç kilometrelik bir kil tabakasını taklit eden bir bilgisayar modeli hazırladılar. Daha sonra, volkanik aktivite ve asteroit bombardımanı en yaygın dönem olan Mars tarihinin ilk milyar yılını taklit ettiler. Model, killerin zaman içinde gömülmesi, kazılması ve saçılmasının, bugün Mars’ta görülenlere benzer şekilde maruz kalmış olan birikimlerin dağılımını yarattığını gösterdi.
Cannon şunları söyledi: “Killer Mars’taki kabuğun yaklaşık yüzde 3’ünü kapsıyor. Bu modellerde de aynı derecede büyüklüğü buluyoruz.”
Araştırmacılar, laboratuvar deneylerinde ve simülasyonlarında, bu senaryonun gerçekleştiğini kesin olarak söyleyemiyor, ancak gelecekteki Mars araştırmaları sırasında test edilebilecek güçlü bir hipotez önermektedirler.
Brown’da bir jeoloji profesörü ve araştırmanın ortak yazarı olan Steve Parman şunları söyledi: “Bu konuda sevdiğim şeylerden biri de gerçekten test edilebilir olmasıdır. Geriye döndürülen bir numune ile veya belki bir gezici üstündeki analitik ekipmanlarla bile, bu ilkel süreci diğer değişiklik sürecinden ayırt edebileceğiniz konusunda iyimserim.”
Süreç gerçekten gerçekleşmiş olsaydı, Mars tarihinin ilk dönemleri için ilginç sonuçlar doğurabilirdi. Mars’ın iklim modelleri kadar soğuk ve buz gibi olmasına rağmen kil formasyonu için bir mekanizma sağlamanın yanı sıra, senaryo çok miktarda kil birikintilerinin yüzeyin altında kaldığını ve hala bulunabileceğini gösteriyor. Araştırmacılar, bu yatakların Mars kabuğunun neden bir bazaltik kabuğundan beklenenden daha az yoğun olduğunu açıklayabilir. Depolar, su için büyük yer altı depolama rezervuarları olarak da hizmet edecektir.
Parman şunları söyledi: “Muhtemelen gömülü killere kapatılacak su çok fazla olurdu. Eğer bu depolar mağmatizma ya da başka bir işlemle ısıtılırsa suyun salındığını, belki de yüzeyine geçici bir su temini sağlayacağını ve yaşanabilirlik için etkileri olabileceğini düşünebilirsiniz.”
NASA’nın Mars 2020 bilim hedeflerini ortaya koyan komiteye başkanlık eden Mustard, bu yeni hipotezin gelecekteki Mars araştırmalarını geliştireceğini umuyor.
Mustard şunları söyledi: “Bu, test edilmesi gerçekten ilginç bir hipotez olacaktır. Gezici aracın nihai olarak nereye yerleştiğine bağlı olarak, bu soruları aydınlatmak için doğru örnekleri alabileceğimizi düşünüyorum.”
Dergi Referansı: Kevin M. Cannon, Stephen W. Parman, John F. Mustard. Primordial clays on Mars formed beneath a steam or supercritical atmosphere. Nature, 2017; 552 (7683): 88 DOI: 10.1038/nature24657
Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2017/12/171206132214.htm
Çeviri: Bünyamin Tan
Brown Üniversitesi. “Mars’taki kil mineralleri ilkel buhar banyosu oluşmuş olabilir.” En önemli belirtilerinden biridir. 2017 Ancak, 6 Aralık. <www.sciencedaily.com/releases/2017/12/171206132214.htm>.