Yeni bir araştırma, Mars’ın muhtemelen soğuk ve buzlu bir geçmişe sahip olduğunu ortaya koydu

Mars’ın hiç yaşam barındırıp barındırmadığı sorusu, onlarca yıldır bilim insanlarının ve halkın hayal gücünü ele geçirdi. Keşfin merkezinde, Dünya’nın komşusunun geçmiş iklimine dair içgörüler elde etmek var: Gezegen sıcak ve nemli miydi, denizleri ve nehirleri bizim gezegenimizde bulunanlara çok benziyor muydu? Yoksa soğuk ve buzlu muydu ve bu nedenle bildiğimiz şekliyle yaşamı desteklemeye daha az mı meyilli? Yeni bir çalışma, Mars’ta bulunan topraklar ile Kanada’nın Newfoundland’ında bulunan topraklar arasında benzerlikler belirleyerek ikincisini destekleyen kanıtlar buldu, soğuk bir subarktik iklim.

Çalışma, yayınlanan içinde İletişim Dünya ve Çevre, Mars’ın Gale Krateri’ndekine benzer materyallere sahip Dünya’daki toprakları aradı. Bilim insanları genellikle çevresel tarihi tasvir etmek için toprağı kullanırlar, çünkü mevcut mineraller zaman içinde arazi evriminin hikayesini anlatabilir.

Bu malzemelerin nasıl oluştuğu hakkında daha fazla bilgi edinmek, Kızıl Gezegen’deki tarihsel koşullar hakkında uzun zamandır sorulan soruları yanıtlamaya yardımcı olabilir. Gale Krateri’nin toprakları ve kayaları, gezegende nispeten bol su bulunan bir dönemde, yani 3 ila 4 milyar yıl önce Mars’ın ikliminin bir kaydını sağlar ve aynı zamanda Dünya’da yaşamın ilk kez ortaya çıktığı zaman dilimidir.

“Gale Krateri bir paleo göl yatağıdır—orada su olduğu aşikardı. Peki su oradayken çevre koşulları nasıldı?” diyor şu anda DRI’da çalışan bir toprak bilimci ve jeomorfolog olan Anthony Feldman. “Mars yüzeyinin doğrudan bir benzerini asla bulamayacağız çünkü koşullar Mars ve Dünya arasında çok farklı. Fakat karasal koşullar altındaki eğilimlere bakabilir ve bunları kullanarak Mars sorularına genellemeler yapabiliriz.”

NASA’nın Curiosity Rover’ı 2011’den beri Gale Krateri’ni araştırıyor ve “X-ışını amorf materyali” olarak bilinen çok sayıda toprak malzemesi buldu. Toprağın bu bileşenleri, mineralleri tanımlayan tipik tekrarlayan atomik yapıdan yoksundur ve bu nedenle X-ışını kırınımı gibi geleneksel teknikler kullanılarak kolayca karakterize edilemez.

Örneğin, elmas gibi kristalin malzemelere X ışınları vurulduğunda, X ışınları mineralin iç yapısına bağlı olarak karakteristik açılarda dağılır. Ancak, X ışını amorf materyali bu karakteristik “parmak izlerini” üretmez. Bu X ışını kırınımı yöntemi Curiosity Rover tarafından, X ışını amorf materyalinin Gale Krateri’nde test edilen toprak ve kaya örneklerinin %15 ila %73’ünü oluşturduğunu göstermek için kullanılmıştır.

Feldman, “Jello gibi X-ışını amorf malzemelerini düşünebilirsiniz,” diyor. “Bu, birbirinin yanından kayan farklı elementler ve kimyasallardan oluşan bir çorbadır.”

Curiosity Rover ayrıca toprak ve kaya örnekleri üzerinde kimyasal analizler gerçekleştirerek amorf malzemenin demir ve silika açısından zengin ancak alüminyum açısından yetersiz olduğunu buldu. Sınırlı kimyasal bilginin ötesinde, bilim insanları henüz amorf malzemenin ne olduğunu veya varlığının Mars’ın tarihsel ortamı hakkında ne anlama geldiğini anlamış değiller. Bu gizemli malzemelerin Dünya’da nasıl oluştuğu ve devam ettiği hakkında daha fazla bilgi edinmek, Kızıl Gezegen hakkındaki ısrarcı soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir.

Feldman ve meslektaşları benzer X-ışını amorf materyali aramak için üç yeri ziyaret etti: Newfoundland’daki Gros Morne Milli Parkı’nın Tablelands’ı, Kuzey Kaliforniya’daki Klamath Dağları ve batı Nevada. Bu üç yer, araştırmacıların Gale Krateri’ndeki X-ışını amorf materyaline kimyasal olarak benzer olmasını beklediği serpantin topraklara sahipti: demir ve silikon açısından zengin ancak alüminyum açısından eksik.

Üç lokasyon ayrıca, amorf malzeme üreten ve korunmasını teşvik eden çevre koşullarının türü hakkında fikir vermeye yardımcı olabilecek bir dizi yağış, kar yağışı ve sıcaklık sağladı.

Araştırma ekibi her sahada toprakları X-ışını kırınımı analizi ve transmisyon elektron mikroskobu kullanarak inceledi, bu da toprak malzemelerini daha ayrıntılı bir düzeyde görmelerini sağladı. Newfoundland’ın subarktik koşulları, Gale Krateri’nde bulunanlara kimyasal olarak benzer ancak kristal yapıdan yoksun malzemeler üretti. Kaliforniya ve Nevada gibi daha sıcak iklimlerde üretilen topraklar üretmedi.

Feldman, “Bu, bu materyalleri oluşturmak için orada suya ihtiyacınız olduğunu gösteriyor,” diyor. “Ancak, topraklardaki amorf materyali korumak için soğuk, donma noktasına yakın ortalama yıllık sıcaklık koşullarının olması gerekiyor.”

Amorf madde genellikle nispeten kararsız olarak kabul edilir; bu, atom düzeyinde atomların henüz nihai, daha kristalin formlarına göre düzenlenmediği anlamına gelir.

Feldman, “Kinetikte veya reaksiyon hızında, bu malzemelerin jeolojik zaman ölçeklerinde korunabilmesi için onu yavaşlatan bir şey oluyor,” diyor. “Bizim öne sürdüğümüz şey, donma noktasına yakın çok soğuk koşulların, bu malzemelerin oluşmasına ve korunmasına izin veren belirli bir kinetik sınırlayıcı faktör olduğudur.”

Feldman, “Bu çalışma Mars iklimi anlayışımızı geliştiriyor,” diye ekliyor. “Sonuçlar, Gale Krateri’ndeki bu materyalin bolluğunun, örneğin İzlanda’da göreceğimize benzer şekilde, subarktik koşullarla tutarlı olduğunu gösteriyor.”