Mars’ın Valles Marineris kanyon yapısının bir parçasını oluşturan Tithonium Chasmata’nın bu eğik perspektif görüntüsü, ESA’nın Mars Express’indeki Yüksek Çözünürlüklü Stereo Kameranın dijital arazi modeli ve nadir ve renk kanallarından oluşturuldu. Kredi: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO
Erken kabuk Mars araştırmacıların daha önce düşündüğünden daha karmaşık olabilir ve hatta Dünya’nın orijinal kabuğuna benzer olabilir.
Mars yüzeyi, milyarlarca yıllık volkanizmanın ve sonunda soğuyan yüzeyde akan lavın bir sonucu olarak, tekdüze bazaltiktir. Bilim adamları, Mars’ın kabuk tarihinin nispeten basit bir hikaye olduğunu düşünmüştü, çünkü Mars, Dünya’daki kıtaların değişmesi gibi tam ölçekli yüzey yeniden şekillenmesinden geçmedi.
Ancak yeni bir çalışmada, bilim adamları, Kızıl Gezegenin güney yarımküresinde, kimyasal element silikonunun tamamen bazaltik bir ortamda beklenenden daha yüksek konsantrasyonlarda olduğu yerler keşfettiler. Mars’a çarpan uzay kayaları, yüzeyin kilometrelerce altına gömülü olan malzemeyi kazarak silika konsantrasyonunu açığa çıkardı ve gizli bir geçmişi ortaya çıkardı.
Çalışmanın ilgili yazarı Valerie Payré, “Bileşimde kayaları bazalt değil, bileşimde daha gelişmiş dediğimiz şey yapan daha fazla silika var” diyor. “Bu bize Mars’ta oluşan kabuğun bildiğimizden kesinlikle daha karmaşık olduğunu söylüyor. Bu nedenle, daha çok bu süreci anlamakla ve özellikle de Yerkabuğunun ilk nasıl oluştuğu konusunda ne anlama geldiğini anlamakla ilgili.” Payré, Dünya ve Çevre Bilimleri Bölümü’nde yardımcı doçenttir. Iowa Üniversitesi.
Bilim adamları, Mars’ın yaklaşık 4,5 milyar yıl önce oluştuğuna inanıyor. Kızıl Gezegenin tam olarak nasıl ortaya çıktığı hala bir gizem, ancak teoriler var. Bir fikir, Mars’ın uzayda kayaların titanik bir çarpışmasıyla oluştuğu ve yoğun ısısıyla magma okyanusu olarak da bilinen tamamen sıvılaştırılmış bir durum ortaya çıkarmış olmasıdır. Teori, magma okyanusunun yavaş yavaş soğuyarak, tekil bazaltik olacak bir deri tabakası gibi bir kabuk oluşturduğunu söylüyor.
Iowa Üniversitesi’nde yer ve çevre bilimlerinde yardımcı doçent olan Valerie Payré liderliğindeki araştırmacılar, Mars’taki erken kabuğun kökeninin önceden düşünülenden daha karmaşık olduğunu buldular. Araştırmacılar, Mars’ın güney yarım küresinde (yukarıdaki resme bakın) feldspat adı verilen bir mineral açısından zengin dokuz yer belirlediler. Feldspat, basit bir volkanik kökenden daha fazlasına sahip bir arazi ile ilişkilidir. Bulgu, Mars’ın oluşumunun Dünya’nın gezegensel başlangıçlarına benzer olabileceği anlamına gelebilir.” Kredi: Valerie Payré, Iowa Üniversitesi
Başka bir teori, magma okyanusunun her şeyi kapsamadığı ve Mars’taki ilk kabuğun bölümlerinin farklı bir kökene sahip olduğu, bazaltikten farklı silika konsantrasyonları gösterecek olanıdır.
Payré ve araştırma ortakları, daha önceki araştırmaların en eski bölge olduğunu belirttiği gezegenin güney yarım küresi için Mars Keşif Yörünge Aracı tarafından toplanan verileri analiz etti. Araştırmacılar, bazaltikten daha silisik olan lav akıntılarıyla ilişkili bir mineral olan feldspat bakımından zengin olan arazideki kraterler ve kırıklar gibi dokuz yer buldular.
Payré, “Bu ilk ipucuydu” diyor. “Araziler feldspat açısından zengin olduğu için oradaki silika konsantrasyonlarını keşfettik.”
Feldspat daha önce Mars’ın diğer bölgelerinde bulunmuştu, ancak daha fazla analiz, bu bölgelerdeki kimyasal bileşimin daha bazaltik olduğunu gösterdi. Bu, Termal Emisyon Görüntüleme Sistemi veya basitçe THEMIS adlı başka bir araca yönelen bilim adamlarını caydırmadı. Mars Odyssey yörünge aracındaki bu alet, Mars yüzeyinden kızılötesi dalga boyu yansımaları yoluyla silika konsantrasyonlarını tespit edebilir. THEMIS’ten alınan verilerle ekip, seçtikleri konumlardaki arazinin bazaltikten daha silisli olduğunu belirledi.
Sahara’da keşfedilen ve kabaca güneş sisteminin doğuşuna tarihlenen Erg Chech 002 gibi göktaşları, gözlemlerine daha fazla güven ekleyerek, ekibin Mars’taki dokuz konumda gözlemlediği benzer silisik ve diğer mineral bileşimlerini gösteriyor.
Araştırmacılar ayrıca kabuğu yaklaşık 4,2 milyar yıl öncesine tarihlendirdiler ve bu da onu bugüne kadar Mars’ta bulunan en eski kabuk yapacaktı.
Payré, keşifte biraz şaşırdığını söylüyor.
“Yüzeyde bazaltikten daha silisli kayaları gözlemleyen geziciler var” diyor. “Yani, kabuğun daha silisli olabileceğine dair fikirler vardı. Ama erken kabuğun nasıl oluştuğunu ya da kaç yaşında olduğunu asla bilmiyorduk ve hala bilmiyoruz, bu yüzden hala bir tür gizem. ”
Mars’ın kabuk kökeni örtülü kalırken, kıtasal plakaların milyarlarca yıldır yer değiştirmesi nedeniyle gezegenimizin orijinal kabuğunun herhangi bir kalıntısı uzun süre silindiğinden, Dünya’nın kabuk tarihi daha da net değil. Yine de, bulgu, Dünya’nın kökenleri hakkında fikir verebilir.
“Gezegenimizin kabuğunu başından beri bilmiyoruz; hayatın ilk ne zaman ortaya çıktığını bile bilmiyoruz” diyor Payré. “Birçoğu ikisinin ilişkili olabileceğini düşünüyor. Dolayısıyla, kabuğun uzun zaman önce nasıl olduğunu anlamak, gezegenimizin tüm evrimini anlamamıza yardımcı olabilir.”
Payré araştırmayı Kuzey Arizona Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı olarak yürütmüştür. Kullanıcı arayüzüne Ağustos ayında katıldı.
“Spektroskopi yoluyla ortaya çıkarılan Mars’ta açığa çıkan evrimleşmiş bir erken kabuk” çalışması, 4 Kasım’da dergide yayınlandı. Jeofizik Araştırma Mektupları.
Referans: V. Payré, MR Salvatore ve CS Edwards, 10 Ekim 2022, “Mars’ta Açığa Çıkan Evrimleşmiş Erken Kabuk Spektroskopi Yoluyla Açığa Çıktı”, Jeofizik Araştırma Mektupları.
DOI: 10.1029/2022GL099639
Katkıda bulunan yazarlar, Kuzey Arizona’dan Mark Salvatore ve Christopher Edwards’tır.
NASA Mars Bilim Laboratuvarı Katılımcı Bilim Adamı Programı ve Mars Odyssey THEMIS projesi aracılığıyla araştırmayı finanse etti.