Bu yüksek çözünürlüklü görüntü, yalnızca Mars’taki değil tüm Güneş Sistemi’ndeki en yüksek yanardağ olan Olympus Mons’un tepesinde yeni keşfedilen donu gösteriyor. Don, yanardağın kalderasının (zirve krateri) tabanında ve kuzey kenarında mavi görünüyor. Bu görüntünün solunda görülen iyi aydınlatılmış dik yamaçlarda yok. Kaynak: ESA/TGO/CaSSIS
ESA misyonları, Mars’ın ekvatoru yakınlarında don olduğunu keşfetti. Bölgenin normalden daha yüksek sıcaklıklara sahip olması göz önüne alındığında bu şaşırtıcı bir bulgu.
Tharsis volkanlarında geçici olarak görülen bu don, yüksek irtifalarda benzersiz bir mikro iklim ve hava sirkülasyonu olduğunu düşündürmektedir. ESA’nın yörünge araçları ExoMars TGO ve Mars Express, Mars’ın atmosfer dinamiklerini anlamada önemli bir adım teşkil ediyor ve gelecekteki keşifleri etkileyebilir.
Mars’ın Tropiklerinde Buzlu Volkanlar Keşfedildi
İlk kez, ESA’nın ExoMars ve Mars Express misyonları tarafından Mars’ın ekvatoru yakınlarında su donu tespit edildi. Bu, donun var olmasının imkansız olduğu düşünülen gezegenin bir parçasıdır.
Don, Tharsis volkanlarının tepesinde oturuyor: sadece Mars’taki değil, Güneş Sistemi’ndeki en yüksek volkanlar. İlk olarak ESA’nın ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) tarafından ve daha sonra hem TGO’daki başka bir cihaz hem de ESA’nın Mars Express tarafından görüldü.
“Güneş ışığı ve ince atmosferin karışımı, yüzeyde ve dağların tepesinde sıcaklıkları nispeten yüksek tuttuğundan, Mars’ın ekvatoru etrafında don oluşmasının imkansız olduğunu düşünüyorduk. Bu, Dünya’da gördüğümüzün aksine, buzlu zirveler görmeyi bekleyeceğiniz bir durum” diyor keşfi doktora öğrencisiyken yapan baş yazar Adomas Valantinas. Bern Üniversitesiİsviçre’de doğmuştur ve şu anda ABD’deki Brown Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı olarak çalışmaktadır.
Mars Express’ten Olympus Mons’un perspektif görünümü, kazan benzeri çukurda don (mavi). Kaynak: ESA/DLR/FU Berlin (A. Valantinas)
“Burada bulunması heyecan verici ve donun oluşmasına izin veren olağanüstü süreçlerin devrede olduğunu gösteriyor.”
Don lekeleri, güneş ışığında buharlaşmadan önce gün doğumu civarında birkaç saat boyunca mevcuttur. İnce olmalarına rağmen -muhtemelen sadece bir milimetrenin yüzde biri kalınlığında (bir insan saçı kadar kalın)- geniş bir alanı kaplarlar. Don miktarı, soğuk mevsimlerde her gün yüzey ve atmosfer arasında değiş tokuş yapan yaklaşık 150.000 ton suyu temsil eder, bu da yaklaşık 60 Olimpik yüzme havuzuna eşdeğerdir.
Mars’taki Tharsis bölgesinin topografyası. Kaynak: NASA/MGS/MOLA Bilim Ekibi, FU Berlin
Tuhaf Bir Mikro İklim
Mars’ın Tharsis bölgesi, Olympus Mons ve Tharsis Montes: Ascraeus, Pavonis ve Arsia Mons dahil olmak üzere çok sayıda yanardağa ev sahipliği yapar. Bu yanardağların çoğu devasadır ve Dünya’nın Everest Dağı’nın bir (Pavonis Mons) ila üç (Olympus Mons) katı arasında değişen yüksekliklerde çevredeki ovaların üzerinde yükselir.
Bu volkanların zirvelerinde, geçmiş püskürmeler sırasında magma odalarının boşalmasıyla oluşan büyük oyuklar olan kalderalar vardır. Araştırmacılar, havanın Tharsis’in üzerinde tuhaf bir şekilde dolaştığını; bunun, oradaki volkanların kalderaları içinde don yamalarının oluşmasına izin veren benzersiz bir mikro iklim yarattığını öne sürüyorlar.
“Rüzgarlar dağların yamaçlarından yukarı doğru hareket ederek, yüzeye yakın nispeten nemli havayı daha yüksek rakımlara getirir ve burada yoğunlaşarak don olarak çöker,” diyor ortak yazar Nicolas Thomas, TGO’nun Renk ve Stereo Yüzey Görüntüleme Sistemi’nin (CaSSIS) Baş Araştırmacısı ve Bern Üniversitesi’nde Adomas’ın doktora danışmanı. “Bunun aslında Dünya’da ve Mars’ın diğer kısımlarında gerçekleştiğini görüyoruz ve aynı fenomen mevsimsel Mars Arsia Mons Uzatılmış Bulutu’na neden oluyor.
“Mars’ın volkanlarının tepesinde gördüğümüz don, özellikle kalderaların gölgeli bölgelerine, sıcaklıkların daha düşük olduğu yerlere yerleşiyor gibi görünüyor.”
Olympus Mons’taki donun Mars Express görüntüsü (mavi gölgeli). Kredi: ESA/DLR/FU Berlin
Adomas, Nicolas ve meslektaşları, Olympus, Arsia ve Ascraeus Mons ve Ceraunius Tholus’un Tharsis yanardağlarında donlar gördüler. Bu donların nasıl oluştuğunu modellemek, bilim insanlarının Mars’ın kalan sırlarından daha fazlasını ortaya çıkarmasına, suyun nerede bulunduğu ve rezervuarlar arasında nasıl hareket ettiği gibi konuları ele almasına ve gezegenin karmaşık atmosfer dinamiklerini anlamasına olanak tanıyabilir. Bu tür bilgiler, Mars’ı gelecekteki keşiflerimiz ve Dünya’nın ötesinde olası yaşam belirtileri arayışımız için olmazsa olmazdır.
Beklenmedik ve İkna Edici
Bu keşif, Mars’ın ekvatorunda ilk kez donun bulunması anlamına geliyor. Peki neden daha önce fark edilmemişti?
“Birkaç neden var: birincisi, sabahın erken saatlerinde bir konumu gözlemlememize olanak tanıyan bir yörüngeye ihtiyacımız var. ESA’nın iki Mars yörünge aracı – Mars Express ve TGO – bu tür yörüngelere sahipken ve günün her saatinde gözlem yapabiliyorken, diğer ajanslardan birçoğu bunun yerine Güneş’e senkronize ve ancak öğleden sonra gözlemleyebiliyoruz” diye ekliyor Adomas.
“İkincisi, don birikimi daha soğuk Mars mevsimleriyle bağlantılıdır ve bu da onu tespit etme penceresini daha da daraltır. Kısacası, geçici donu nerede ve ne zaman arayacağımızı bilmeliyiz. Başka bir araştırma için ekvatorun yakınında arıyorduk ama Mars’ın volkan tepelerinde görmeyi beklemiyorduk!”
ExoMars, Ceraunius Tholus’ta don gözlemliyor. Araştırmacılar, Mars’ın ekvatoruna yakın volkanların tepesinde ilk kez don keşfettiler – gezegenin don oluşmasının imkansız olduğu düşünülen bir parçası. Bulgular, iki ESA ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) aracından – CaSSIS ve NOMAD – alınan gözlemleri ve ESA’nın Mars Express’inden alınan ek görüntüleri kullandı.
Bu görüntü, Ceraunius Tholus yanardağının kaldera tabanındaki donu gösteriyor. Don, maviyle gösteriliyor. Kaynak: ESA/TGO/CaSSIS
Buzun keşfi, ESA’nın Mars yörüngesindeki iki keşif aracı olan ExoMars TGO ve Mars Express’in işbirliğine dayanıyordu.
TGO, 2016 yılında Mars’a ulaştı ve 2018 yılında tam bilimsel görevi başladığından beri Mars’ın yüzeyini, atmosferini ve suyunu görüntülüyor ve haritalıyor. Mars Express, 2003’ten beri Mars’ın yörüngesinde ve yirmi yılını Mars’ın yüzeyini, yeraltını, minerallerini, fenomenlerini ve atmosferini araştırarak geçirdi.
Araştırma ekibi, donu TGO’nun CaSSIS cihazıyla tespit etti. Daha sonra bulgularını, TGO’nun Nadir ve Mars Keşfi için Örtülme (NOMAD) spektrometresi ve Mars Express’in Yüksek Çözünürlüklü Stereo Kamerası (HRSC) kullanarak bölgeye tekrar bakarak doğruladılar.
Olympus Mons, 2004 yılında Mars Express tarafından görüntülendi. Bu dikey görünüm, Güneş Sistemimizin en yüksek yanardağı olan Mars’taki Olympus Mons’un zirvesindeki karmaşık kalderayı gösteriyor. Olympus Mons’un ortalama yüksekliği 22 km ve kalderanın derinliği yaklaşık 3 km. Kaynak: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)
“Mars yüzeyinde su bulmak, hem bilimsel ilgi hem de insan ve robotik keşifler için çıkarımları açısından her zaman heyecan vericidir,” diyor hem ExoMars TGO hem de Mars Express için ESA proje bilimcisi Colin Wilson. “Yine de, bu keşif özellikle büyüleyici. Mars’ın düşük atmosfer basıncı, gezegenin dağ zirvelerinin genellikle ovalarından daha soğuk olmadığı alışılmadık bir durum yaratıyor – ancak dağ yamaçlarından esen nemli havanın yine de donarak Dünya benzeri bir fenomene dönüşebildiği anlaşılıyor.
“Bu keşif, ESA’nın Mars yörünge araçlarının ikisi arasındaki başarılı işbirliği ve ek modelleme sayesinde mümkün oldu. Dünya ve Mars’ta hangi fenomenlerin aynı veya farklı olduğunu tam olarak anlamak, yalnızca ev gezegenimizde değil, aynı zamanda evrenin başka yerlerinde de gerçekleşen temel süreçler hakkındaki anlayışımızı gerçekten test ediyor ve geliştiriyor.”
Bu keşif hakkında daha fazla bilgi edinmek için, Güneş Sistemi’nin En Yüksek Volkanlarındaki Don: Ürpertici Vahiy’e bakın.
Referans: “Mars’ın Tharsis volkanlarında geçici sabah su donu birikintilerine dair kanıtlar” A. Valantinas, N. Thomas, A. Pommerol, O. Karatekin, L. Ruiz Lozano, CB Senel, O. Temel, E. Hauber, D. Tirsch, VT Bickel, G. Munaretto, M. Pajola, F. Oliva, F. Schmidt, I. Thomas, AS McEwen, M. Almeida, M. Read, VG Rangarajan, MR El-Maarry, C. Re, FG Carrozzo, E. D’Aversa, F. Daerden, B. Ristic, MR Patel, G. Bellucci, JJ Lopez-Moreno, AC Vandaele ve G. Cremonese, 10 Haziran 2024, Doğa Jeolojisi.
DOI: 10.1038/s41561-024-01457-7