Buzullardan Gizli Okyanuslara ve Yaşam Arayışına

Marsşu anda soğuk ve kuru bir arazi olmasına rağmen, daha nemli geçmişine dair ikna edici işaretler ve yaşamı veya gelecekteki insan kolonilerini destekleyebilecek potansiyel yer altı su kaynakları barındırıyor.

Araştırma, eski Mars nehirleri ve gölleri, kutuplardaki donmuş su ve önemli su varlığına işaret eden mineralleri gösteriyor. Bu bulgular yaşam arayışını şekillendiriyor ve gelecekteki Mars keşif planlarını bilgilendiriyor.

Mars’ta Su ve Potansiyel Yaşam Kanıtı

Mars’ın yüzeyi şu anda soğuk ve kuru olsa da, kızıl gezegenin bir zamanlar kısmen suyla kaplı olduğunu gösteren çok sayıda kanıt var. Araştırmacılar, Mars’ta yaşamın ıslakken evrimleşmiş olabileceğini ve yaşamın şu anda yeraltı su katmanlarında saklı olabileceğini öne sürdüler.

İspanya’daki Astrobiyoloji Merkezi ve New York, Ithaca’daki Cornell Üniversitesi’nde astrobiyolog olan Alberto Fairen, “Dünya’da su hayat demektir,” dedi. “Mars’ın yüzeyi bugün aşırı kurudur, ancak çok daha ıslak bir geçmişe işaret eden birçok ipucu var. Geçmişteki suya dair kanıtlar, Mars’ta soyu tükenmiş yaşam bulmak için izlenecek ipucu olabilir ve eğer bu suyun bir kısmı bugün hala Mars’ta varlığını sürdürüyorsa, o zaman kesinlikle mevcut yaşam bulma olasılıkları artar.”

NASA bilim insanları, Mars’taki ilkel bir okyanusun Dünya’nın Arktik Okyanusu’ndan daha fazla su içerdiğini ve Kızıl Gezegen’in bu suyun yüzde 87’sini uzaya kaybettiğini tespit etti. Kaynak: NASA/GSFC

Mars Suyunun İnsan Kolonizasyonuna Etkileri

Mars’taki suyun, aynı zamanda araştırma alanları için de önemli sonuçları vardır. NASA NASA Astrobiyoloji Programı’nın çalışmalarının ötesinde. Mars’ta artık yaşam olmasa veya ilk etapta hiç var olmasa bile, su, kızıl gezegende insan kolonileri şeklinde Mars’taki gelecekteki yaşam için hala hayati önem taşıyabilir. Su sadece içmek için değil, aynı zamanda radyasyona karşı koruma sağlamak ve hidrojen ve oksijene ayrıldığında yakıt olarak da faydalıdır. Mars’ta geçmiş, şimdiki ve gelecekteki yaşam olasılıkları, NASA’da kızıl gezegenle ilgili araştırmaların çoğunun suyuna yoğunlaşması anlamına gelir.

Onlarca yıldır, bol miktarda araştırma, nehirlerin, göllerin ve denizlerin milyarlarca yıl önce Mars’ı kapladığını ileri sürdü. Örneğin, 2015’te, su haritaları Mars atmosferindeki su, Mars’ın bir zamanlar gezegenin beşte birini kaplayacak kadar suya sahip olabileceğini düşündürdü. Ayrıca, 2015’te yapılan farklı bir çalışmada, araştırmacılar bazılarının şeklinin Mars çakılları bir zamanlar onlarca mil uzunluğundaki bir nehirde yuvarlandıklarını öne sürüyor, bu da eski Mars su yollarının istikrarlı olduğunu ve sadece geçici akarsular olmadığını ima ediyor.

Fairen, Mars’taki kaya katmanlarının analizinin, daha önce Mars’ın bol ve tatlı suya sahip olduğu zamanlarda daha derin katmanların oluştuğunu, daha sonra yüzeye yakın katmanların ise “sadece tuzlu su birikintileri olan kurak bir gezegen ve en sonunda bugün gördüğümüz aşırı kurak çöl” olduğunu gösterdiğini söyledi.

Mars Su Rezervleri ve Bunların Etkileri

Mars’taki suyun çoğu bugün muhtemelen kutup başlıklarında donmuş durumda. Tüm bu su buzunun erimesi durumunda, tahminler kırmızı gezegen büyüklüğündeki bir kürenin yaklaşık 100 fit (30 metre) suyla kaplı olabileceğini gösteriyor, diyor Baton Rouge’daki Louisiana Eyalet Üniversitesi’nde gezegen bilimci olan Suniti Karunatillake.

Donmuş su sadece Mars kutuplarındaki yüksek enlemlerde değil, aynı zamanda orta enlemlerde de bulunabilir. Örneğin, 2015 yılında bilim insanları bir dev levha Kaliforniya ve Teksas’ın toplamı büyüklüğündeki buz kütlesi, Mars’ın ekvatoru ile kuzey kutbu arasında, yüzeyin hemen altında gömülüdür ve koruyucu toz tabakalarıyla kaplıdır.

Mars kuzey kutbu buz örtüsünün ve spiral benzeri bir desen oluşturan belirgin koyu çukurlarının perspektif görünümü. Görünüm, ESA’nın Mars Express tarafından çekilen ve NASA Mars Global Surveyor misyonunda bulunan Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA)’dan gelen yükseklik verileri kullanılarak oluşturulan görüntülere dayanmaktadır. Kaynak: ESA/DLR/FU Berlin; NASA MGS MOLA Bilim Ekibi

Mars Minerallerinin Çeşitliliği ve Etkileri

Mars’ta da su vardır sulu mineraller — yani kimyasal olarak suya bağlı mineraller. Mars’a yapılacak gelecekteki mürettebatlı görevler, hidratlı mineralleri ısıtarak bu suyu çıkarabilir.

Fairen, Mars’ta kil ve karbonatlardan, sülfat ve klorürlere kadar çeşitli türlerde sulu mineraller bulunduğunu söyledi.

“Killer ve karbonatlar önemli miktarda suyun varlığını gösterebilir ve bu su biyoloji için iyi olabilir çünkü çok asidik veya çok tuzlu olmamalıydı,” dedi. “Killer ve karbonatlar genellikle çarpma kraterleri, kanyonlar ve faylarla ilişkili görünür, bu da bunların çok eski olduğunu ve belki de yer altı süreçleriyle oluştuğunu ve sonunda erozyonla yüzeye çıktığını gösterir.”

Fairen, sülfatlar ve klorürlerin oluşumları için yalnızca “küçük miktarlarda su, genellikle tuzlu ve asidik” gerektiğini söyledi. Yine de, sülfatlar ve klorürler bu nedenle bol miktarda su olduğunu göstermese de, “Dünya’daki mikroorganizmalar da bu tür ortamlarda gelişebilir – bunlara ‘ekstremofiller’ diyoruz.”

“Geçtiğimiz 15 yıllık keşifteki en büyük sürpriz, Mars’taki su envanterinin düşündüğümüzden çok daha fazla olması,” dedi astrobiyolog ve NASA’nın Mars Keşif Programı’nın baş bilim insanı Michael Meyer. “Kutuplarda var ve orta enlemlerde görüyoruz.”

Mars’taki Hale Krateri’ndeki yamaçlarda tekrarlayan ‘çizgiler’. Bu işlenmiş, sahte renkli görünümdeki görüntüleme ve topoğrafik bilgiler, NASA’nın Mars Keşif Yörünge Aracı’ndaki Yüksek Çözünürlüklü Görüntüleme Bilim Deneyi (HiRISE) kamerasından geliyor. Kaynak: NASA/JPL/Arizona Üniversitesi

Mars Keşfindeki Zorluklar ve Fırsatlar

Şu anda, Mars’ın yüzeyi aşırı kurak çünkü hava sıvı suyun uzun süre dayanması için çok ince. Kızıl gezegenin atmosfer basıncı Dünya’nınkinin sadece yaklaşık 1/100’ü kadar ve bu kadar ince havada su kolayca kaynar. Ancak, Mars yamaçlarındaki koyu, dar çizgiler, su aşağı akabilir Bu oluşumlar düzenli olarak.

Bu koyu çizgiler — tekrarlayan eğim çizgileri olarak bilinir veya RSL — Mars’ın neredeyse tozsuz bölgelerinde dik yamaçları tercih ediyor, dedi Tucson’daki Arizona Üniversitesi’nde gezegen bilimci olan Alfred McEwen. RSL’lerin Valles Marineris gibi kuzey bölgelerinde bol miktarda bulunduğunu, ancak güney yarımküre bölgelerinde de bunlara ev sahipliği yaptığını belirtti.

2016 yılında kağıt Karunatillake, RSL’nin toprakla karıştırılmış az miktarda tuzlu su veya tuzlu su tarafından yönlendirildiğini öne sürdü. Tuz, suyun kaynama sıcaklığını düşürerek Mars’ta bile sıvı kalmasına yardımcı olur.

Ancak, bu son bulgular ayrıca RSL’yi oluşturmak için daha önce varsayıldığından daha az suya ihtiyaç duyulduğunu da öne sürdü. Dahası, bu su çok kısa ömürlü olabilir ve bu nedenle Mars’ta var olabilecek herhangi bir mikroorganizma için ideal bir ortam olmayabilir.

Horowitz Krateri’nin bu kısmı gibi yerlerde Mars’ta yokuş aşağı akan koyu, dar çizgiler, günümüz Mars’ındaki mevsimsel su akışıyla oluşmuş olabilir. Çizgiler yaklaşık olarak bir futbol sahası uzunluğundadır. Bu işlenmiş görünümdeki görüntüleme ve topoğrafik bilgiler, NASA’nın Mars Keşif Yörünge Aracı’ndaki Yüksek Çözünürlüklü Görüntüleme Bilim Deneyi (HiRISE) kamerasından gelmektedir. Kaynak: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

Mars’ta Yeraltı Akiferlerine Yönelik Beklentiler

Bunun yerine, Mars’ta önemli miktarda su bulmak için en iyi yer yeraltı akiferleri olabilir. NWA7034 gibi Mars meteorlarının analizi — kozmik darbelerle kırmızı gezegenden fırlatıldıktan sonra Dünya’ya inen Mars kayaları — Mars kabuğundaki akiferlere işaret ediyor, dedi Karunatillake.

Meyer, “Mars’ta tercih edilecek en belirgin yer, sıvı suyla ilgilenen biri varsa, yeraltıdır,” dedi. “Teoride, Mars derinlerde suyu sıvı tutmaya yetecek kadar sıcaktır ve su doğal olarak oraya akacak ve toplanacaktır.”

Mars’ın yüzey çekimi Dünya’nın üçte birinden biraz fazla olduğundan, kabuğu Dünya’nınkinden daha az yoğun ve daha gözeneklidir. Önceki araştırmalar bunun yeraltına daha fazla su sızabileceği anlamına geldiğini ileri sürmüştü. McEwen, “Mars kabuğunda henüz tespit edilmemiş derin su cepleri olması muhtemeldir” dedi.

Ancak McEwen, “bunlar sığ akiferler değil” dedi. Karunatillake, bu yeraltı akiferlerinin yüzeyin millerce altında bulunabileceğini belirterek aynı fikirdeydi. Karunatillake, Mars mantosundan gelen su buharının volkanik olarak dışarı atılmasının bu akiferleri aralıklı olarak yenileyebileceğini söyledi.

NASA’nın Mars Global Surveyor’ında uçan Mars Orbiter Altimeter verilerinden türetilen Tharsis Montes ve Olympus Mons’un gölgeli rölyef görüntüsü. Yeni veriler, Tharsis Montes’in Arsia Mons ile başlayarak muhtemelen yüzeyin altında hareket eden tek bir manto tüyünün hareketiyle teker teker oluştuğunu gösteriyor. Kaynak: NASA

Karunatillake, katılaşmış lav içindeki doğal tüneller olan lav tüplerinin yeraltı akiferlerine ev sahipliği yapabileceğini söyledi. Örneğin, Mars gezegeninin ekvatoruna yakın Tharsis çıkıntısındaki Arsia Mons yanardağının yakınında veya içinde lav tüpleri olabilir. Karunatillake, “Lav tüplerinin ne kadar derine inebileceği göz önüne alındığında, Hawaii’de gördüğümüz akiferlere uzaktan benzeyebilirler” dedi. “Lav tüpü ortamlarında ayrıca, suyu sıvı tutmaya yetecek kadar yüksek sıcaklıklara ulaşabilen jeotermal ısı kaynakları da olabilir.”

Karunatillake, derin mağara sistemlerinin yeraltı akiferlerine de ev sahipliği yapabileceğini söyledi. Tharsis çıkıntısının doğusunda Mars yüzeyi boyunca uzanan bir kanyon sistemi olan Valles Marineris, Dünya’da mağara sistemlerine ev sahipliği yapan bazı alanlar gibi çeşitli sülfatlara sahiptir. Karunatillake, “Bu mağaralar sıvı suyu hapsetmiş olabilir,” dedi. “Eğer mevcut olsaydı, yaşamın evrimleşmesine yardımcı olabilecek istikrarlı bir ortam yaratabilirlerdi.”

Mars’ta sıvı suyun yeraltı akiferleri varsa, Karunatillake antik su taşıyan akifer kaynaklı sellere dair kanıtların olduğu alanlara odaklanan yer altı radar kampanyalarını öneriyor. Bu tür hedefler, daha önceki araştırmaların yeraltı buzu olduğunu öne sürdüğü yerleri içerebilir, “jeotermal enerjinin varlığında buz tabakalarının altındaki sıvıyı ne kadar kalın kapatabildiği göz önüne alındığında” dedi Karunatillake.

Meyer, “Mars yörüngesindeki varlıklarımız henüz yeraltı su kaynakları bulamamış olsa da, radarın zorluğu nedeniyle sadece üst kilometreyi veya daha fazlasını gördüğümüze dair gizli bir şüphe var” dedi.

Sonuç olarak, Mars’taki suyun evrimine ışık tutmak, Dünya ve diğer gezegenler hakkında içgörüler sağlayabilir, dedi Karunatillake. Levha tektoniği ve Dünya’daki diğer temel jeolojik aktiviteler, okyanusları ve mantodaki kimyasal olarak bağlı su ile bağlantılıdır ve Mars’taki suyun tarihini anlamak, bunun kırmızı gezegenin jeolojisini nasıl etkilediğini ortaya çıkarmaya yardımcı olabilir. Karunatillake, “Bunun, Mars’ta bir biyosferin ortaya çıkıp çıkmayacağı veya Dünya benzeri yaşamın izole ceplerle sınırlı olup olmayacağı ile derin bir ilgisi var, eğer varsa,” dedi.

Meyer, “Mars ve Dünya bir zamanlar birbirlerine benziyordu,” dedi. “Mars’a bakarak Dünya’daki benzer süreçleri düşündüğümüz kadar anlayıp anlamadığımızı test edebiliriz. ‘Yaşam orada başladı mı ve başladıysa nasıldı ve başlamadıysa eksik olan neydi?’ gibi sorular sorabilirsiniz. Bu soruları Dünya’da yanıtlamanın sorunu, Dünya’daki yaşamın erken kayıtlarının çoğunun silinmiş olmasıdır, bu nedenle Mars bu soruları yanıtlamanın anahtarı olabilir.”