Mars’taki InSight iniş aracının bir sanatçı illüstrasyonu. Sismik Araştırmalar, Jeodezi ve Isı Taşımacılığını Kullanarak İç Mekan Keşfi’nin kısaltması olan InSight, Kızıl Gezegene 4,5 milyar yıl önce kurulduğundan bu yana ilk kapsamlı kontrolünü vermek için tasarlanmıştır. Kredi: NASA/JPL-Caltech
Fizik, sismik verileri kayaların ve tortuların özelliklerine bağlar.
NASA’nın Mars InSight görevinden alınan sismik verilerin yeni bir analizi, birkaç büyük sürprizi ortaya çıkardı.
İlk sürpriz: Mars ekvatorunun yakınındaki iniş alanının altındaki 300 metrelik (1000 fit) yer altı yüzeyi çok az buz içerir veya hiç buz içermez.
“Bunu buluyoruz Mars‘ kabuk zayıf ve gözeneklidir. Sedimentler iyi çimentolanmamıştır. Kaliforniya San Diego Üniversitesi’ndeki Scripps Oşinografi Enstitüsü’nden jeofizikçi Vashan Wright, “Ve hiç buz yok ya da gözenek boşluklarını dolduran çok fazla buz yok” dedi. Wright ve üç ortak yazar, analizlerini 9 Ağustos 2022’de dergide yayınladı. Jeofizik Araştırma Mektupları.
Wright, “Bu bulgular, diğer mineralleri bir araya getirmeyen buz taneleri veya küçük buz topları olabileceğini engellemiyor” dedi. “Soru, buzun bu biçimde bulunma olasılığının ne kadar olduğu?”
İkinci sürpriz, Mars’taki suya ne olduğuna dair önde gelen bir teoriyle çelişiyor. Kızıl gezegenin tarihinin başlarında su okyanuslarını barındırmış olabileceğine inanılıyor. Birçok uzman, bu suyun çoğunun yeraltı çimentosunu oluşturan minerallerin bir parçası olduğundan şüpheleniyordu.
“Suyu kayalarla temas ettirirseniz, kil gibi yepyeni bir dizi mineral üretirsiniz, yani su sıvı değildir. Bu mineral yapının bir parçası” diyor California Berkeley Üniversitesi’nden ortak yazar Michael Manga. “Biraz çimento var, ama kayalar çimentoyla dolu değil.”
NASA’nın InSight Mars iniş aracı, InSight görevinin 11 Nisan 2022, Sol 1199’unda, iniş aracına monte edilmiş Enstrüman Bağlam Kamerasını (ICC) kullanarak, iniş aracının önündeki alanın bu görüntüsünü elde etti. Kredi: NASA/JPL-Caltech
Su, çimento görevi görmeyen minerallere de girebilir. Bununla birlikte, Wright, çimentosuz yeraltı yüzeyinin bir yaşam veya biyolojik aktivite kaydını korumanın bir yolunu ortadan kaldırdığını söyledi. Çimentolar doğaları gereği kayaları ve tortuları bir arada tutar ve onları yıkıcı erozyondan korur.
Çimentolu tortuların olmaması, InSight’ın ekvator yakınındaki iniş alanının 300 metre (1000 fit) altında bir su kıtlığı olduğunu gösteriyor. Mars ekvatorundaki donma noktasının altındaki ortalama sıcaklık, koşulların orada olsaydı suyu donduracak kadar soğuk olacağı anlamına gelir.
Manga da dahil olmak üzere birçok gezegen bilimcisi, uzun zamandır Mars’ın yeraltı yüzeyinin buzla dolu olacağından şüpheleniyordu. Şüpheleri ortadan kalktı. Yine de, büyük buz tabakaları ve donmuş buz, Mars kutuplarında kalır.
“Bilim adamları olarak şimdi en iyi verilerle, en iyi gözlemlerle karşı karşıyayız. Ve modellerimiz, altında akiferler bulunan bu enlemde hala donmuş zemin olması gerektiğini tahmin ediyordu, ”diyor UC Berkeley’de Dünya ve gezegen bilimi profesörü ve başkanı Manga.
2018’de InSight uzay aracı, Mars ekvatorunun yakınında düz, pürüzsüz, ova olan Elysium Planitia’ya indi. Enstrümanları, mars depremlerinin ve düşen meteorların neden olduğu titreşimleri ölçen bir sismometre içeriyordu.
Araştırmacılar bu bilgiyi, Mars yer şekillerinin görüntüleri ve sıcaklık verileri de dahil olmak üzere, yüzey hakkında çok büyük bir bilgi yığınına bağlayabilirler. Yüzey verileri, yeraltının tortul kaya ve lav akıntılarından oluşabileceğini gösterdi. Ancak, ekibin yine de gözeneklilik ve mineral içeriği gibi yeraltı özellikleriyle ilgili belirsizlikleri hesaba katması gerekiyordu.
Mars depremlerinden gelen sismik dalgalar, içinden geçtikleri malzemelerin doğasına dair ipuçları sağlar. Kalsit, kaolinit, kil ve alçıtaşı gibi olası çimentolayıcı mineraller sismik hızları etkiler. Wright’ın Scripps Oşinografi’deki ekibi, InSight verilerinden elde edilen hızları yorumlamak için kaya fiziği bilgisayar modellemesi uyguladı.
Wright tarafından yönetilen Scripps Tectonorockphysics Laboratuvarı’nda çalışan ortak yazar Richard Kilburn, “Belirsizlikleri yanıtlarımıza dahil etmek için modellerimizi her biri 10.000 kez çalıştırdık” dedi. Çoğunlukla çimentosuz malzemeden oluşan bir yeraltı yüzeyini gösteren simülasyonlar verilere en iyi şekilde uymaktadır.
Bilim adamları yeraltını araştırmak istiyorlar çünkü Mars’ta yaşam varsa, orası olurdu. Yüzeyde sıvı su yoktur ve yeraltı yaşamı radyasyondan korunur. Bir numune iade görevinin ardından, bir NASA Önümüzdeki on yıl için öncelik, Mars Life Explorer misyon konseptidir. Amaç, buz, kaya ve atmosferin bir araya geldiği yaşamı aramak için yüksek enlemde Mars kabuğuna iki metre (6 fit) sondaj yapmaktır.
NASA’nın Mars’a yapacağı ilk insan misyonları için potansiyel bilim hedeflerini belirlemesine yardımcı olmak için önerilen uluslararası robotik Mars Buz Haritacısı Misyonu şimdiden değerlendiriliyor. Scripps Oşinografi, genç bilim insanlarını bu tür görevlere katkıda bulunmaya hazırlamaya yardımcı olur.
Wright’ın liderlik ettiği laboratuvarda başka bir yüksek lisans öğrencisi olan çalışmanın ortak yazarı Jhardel Dasent, “Hayatım boyunca büyürken, Dünya’nın yaşanmaz hale gelebileceğini duydum” dedi. “Bizi oraya götürebilecek başka bir gezegenin bilgisini üretmeye katkıda bulunabileceğim yaştayım.”
Referans: Vashan Wright, Jhardel Dasent, Richard Kilburn ve Michael Manga, 9 Ağustos 2022, “InSight’ın altında minimal olarak çimentolanmış sığ bir kabuk”, Jeofizik Araştırma Mektupları.
DOI: 10.1029/2022GL099250
Bu araştırma Ulusal Bilim Vakfı, NASA ve CIFAR Earth 4D programı tarafından finanse edildi.