Jüpiter’in gezegenin üçüncü en büyük ayı olan uydusu Io’nun NASA’nın Galileo uzay aracı görüntüsü. Kredi: NASA/JPL/Arizona Üniversitesi
Rutgers çalışması, çeşitli gök yüzeylerinde kumulların oluşabileceği yeni bir yol gösteriyor.
Bilim adamları uzun zamandır nasıl olduğunu düşünüyorlar. Jüpiteren içteki ayı Io, “Dune” gibi filmlerde görülebilecek kadar muhteşem kıvrımlı sırtlara sahiptir. Şimdi, bir Rutgers araştırma çalışması, Io’nunki gibi buzlu ve dalgalı bir yüzeyde bile kum tepelerinin nasıl oluşabileceğine dair yeni bir açıklama sundu.
Dergide yayınlanan çalışma Doğa İletişimi 19 Nisan 2022’de, tahıl hareketini kontrol eden fiziksel süreçlerin incelenmesine ve 14 yıllık uzay görevinden alınan görüntülerin analizine dayanmaktadır. NASAJüpiter’in uydularının ilk ayrıntılı haritalarının oluşturulmasına izin veren Galileo uzay aracı. Yeni araştırmanın, bu gezegen benzeri dünyalardaki jeolojik özellikler hakkındaki bilimsel anlayışımızı genişletmesi bekleniyor.
Rutgers’ın Dünya ve Gezegen Bilimleri Bölümü’nde doktora sonrası araştırmacı olan ilk yazar George McDonald, “Çalışmalarımız Io’nun yeni bir ‘kumul dünyası’ olma olasılığına işaret ediyor” dedi. “Kum tanelerinin hareket edebileceği ve karşılığında kumulların oluşabileceği bir mekanizma önerdik ve nicel olarak test ettik.”
Jüpiter’in uydusu Io’daki potansiyel kum tepeleri. Bir analiz, koyu renkli malzemenin (sol altta) yakın zamanda yerleştirilmiş lav akıntıları olduğunu, görüntüye hakim olan tekrarlanan, çizgi benzeri özelliklerin ise potansiyel kum tepeleri olduğunu gösteriyor. Lav akıntıları bitişik donları buharlaştırdıkça parlak, beyaz alanlar yeni yerleştirilmiş taneler olabilir. Kredi: NASA/JPL-Caltech/Rutgers
Mevcut bilimsel anlayış, kum tepelerinin, doğaları gereği, rüzgarla yığılmış tepeler veya kum sırtları olduğunu belirtir. Ve Io’nun önceki çalışmalarında bilim adamları, yüzeyinin kumul benzeri özellikler içerdiğini tanımlarken, ayın düşük yoğunluklu atmosferi nedeniyle Io üzerindeki rüzgarlardan gelen kuvvetler zayıf olduğu için sırtların kum tepeleri olamayacağı sonucuna vardılar.
McDonald, “Bu çalışma bize, kum tepelerinin bulunduğu ortamların, Dünya’nın bazı kısımlarındaki veya ‘Dune’daki kurgusal Arrakis gezegenindeki klasik, sonsuz çöl manzaralarından çok daha çeşitli olduğunu söylüyor” dedi.
1989 – 2003 yılları arasında süren Galileo misyonu, o kadar çok bilimsel ilke imza attı ki, araştırmacılar bugüne kadar topladığı verileri incelemeye devam ediyor. Verilerden elde edilen en önemli içgörülerden biri, Io’daki yüksek düzeyde volkanik aktiviteydi – o kadar ki, yanardağları küçük dünyayı tekrar tekrar ve hızla yeniden yüzeye çıkarıyor.
Io’nun yüzeyi, siyah katılaşmış lav akıntıları ve kum, akan “taşkın” lav akıntıları ve kükürt dioksitin “karları” karışımıdır. Bilim adamları, tek bir bazalt veya don tanesi üzerindeki kuvvetleri simüle etmek ve yolunu hesaplamak için matematiksel denklemler kullandılar. Lav, ayın yüzeyinin altındaki kükürt dioksite aktığında, havalandırması “tahılları Io üzerinde hareket ettirecek ve muhtemelen kum tepeleri gibi büyük ölçekli özelliklerin oluşmasını sağlayacak kadar yoğun ve hızlı hareket ediyor” dedi.
Araştırmacılar, kum tepelerinin oluşabileceği bir mekanizma tasarladıktan sonra, daha fazla kanıt için Io’nun Galileo uzay aracı tarafından çekilen yüzeyinin fotoğraflarına baktılar. Tepelerin aralıkları ve gözlemledikleri yükseklik-genişlik oranları, Dünya’da ve diğer gezegenlerde görülen kumul eğilimleriyle tutarlıydı.
Dünya ve Gezegen Bilimleri Bölümü’nde yardımcı yazar ve yardımcı doçent olan Lujendra Ojha, “Böyle bir çalışma, kozmosun nasıl çalıştığını anlamamızı gerçekten sağlıyor” dedi. “Sonunda, gezegen biliminde yapmaya çalıştığımız şey bu.”
Referans: George D. McDonald, Joshua Méndez Harper, Lujendra Ojha, Paul Corlies, Josef Dufek, Ryan C. Ewing ve Laura Kerber, 19 Nisan 2022, “Lav-frost etkileşimlerinden Io üzerinde rüzgar tortusu taşınımı”, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/s41467-022-29682-x
Raporda ayrıca Oregon Üniversitesi, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü, Texas A&M Üniversitesi ve California Teknoloji Enstitüsü’ndeki Jet Propulsion Laboratuvarı’ndan yazarlar da yer aldı.