Mars’ın bir yarısı neden diğerinden bu kadar farklı? ‘Marsquakes’ cevabı ortaya çıkarmış olabilir

Mars, güneş sisteminin belki de en büyük gizemine ev sahipliği yapıyor: sözde Mars ikilemi1970’lerde keşfedildiğinden bu yana bilim adamlarını şaşırttı.

Mars’ın güneydeki dağlık bölgeleri (gezegen yüzeyinin yaklaşık üçte ikisini kaplar), kuzeydeki ovalardan 5 veya 6 kilometre kadar daha yüksektedir. Güneş sisteminin başka hiçbir yerinde bu ölçekte bu kadar büyük ve keskin bir kontrast görmüyoruz.

Bu dramatik farklılığa ne sebep oldu? Bilim insanları bunun dış etkenlerden mi (örneğin ay büyüklüğünde bir asteroitle çarpışma gibi) yoksa gezegenin erimiş iç kısmındaki ısı akışı gibi iç etkenlerden mi kaynaklandığı konusunda bölünmüş durumdalar.

Yeni araştırmalarda yayınlandı içinde Jeofizik Araştırma Mektuplarıikilemin iki tarafını ayıran sınırın yakınında bulunan NASA’nın Insight iniş aracı tarafından tespit edilen Mars depremlerini analiz ettik. Mars depremi titreşimlerinin nasıl yayıldığını incelemek, Mars ikileminin kökeninin kızıl gezegenin derinliklerinde yattığına dair kanıtları ortaya çıkardı.

Marslı ikilemi

Mars ikileminin iki tarafı arasındaki tek fark yükseklik değil.

Güneydeki dağlık alanlar kraterlerle dolu ve donmuş volkanik lav akıntılarıyla kaplı. Buna karşılık, kuzeydeki ovaların yüzeyi pürüzsüz ve düzdür; görünürde neredeyse hiç yara izi ve diğer önemli özellikler yoktur.

Jeofizik ve astronomik ölçümlerden, Mars’ın kabuğunun güneydeki dağlık bölgelerin altında önemli ölçüde daha kalın olduğunu da biliyoruz. Dahası, güneydeki kayalar mıknatıslanmış (Mars’ın küresel bir manyetik alana sahip olduğu eski bir çağa tarihlendiklerini gösteriyor), kuzeydeki ovalardaki kayalar ise öyle değil.

Mars ikilemi, 1970’lerde Viking sondalarından alınan görüntülerin çarpma kraterlerinin yüksekliğinde ve yoğunluğunda farklılık gösterdiği zaman keşfedildi.

Kraterlerin yüzey yoğunluğu (birim alan başına krater sayısı), yüzey kayalarının yaşını hesaplamak için kullanılabilir; yüzey ne kadar eski olursa, o kadar çok krater bulunur. Yani güneydeki dağlık alanlar kuzeydeki ovalardan daha yaşlı görünüyor.

Bilim adamları ayrıca Mars’ta bir zamanlar büyük olasılıkla kuzeydeki ovalarla aynı bölgede geniş bir sıvı su okyanusu olduğuna inanıyorlar.

Bu konuda çok fazla tartışma var çünkü çökeltilerin, yer şekillerinin ve karanın okyanusla kaplanmasıyla oluşan bazı minerallerin varlığı veya yokluğu, lehte ve aleyhte birincil kanıt olarak kullanılıyor. Sıvı suyun varlığı yaşamın ön koşulu olduğundan bilim camiasının ve uzay ajanslarının bu soruna olan ilgisini anlamak zor değil.

Dış uzay mı yoksa iç kuvvetler mi?

Mars ikileminin kökeni, gezegen biliminde uzun süredir devam eden bir bilmecedir. Mars’ın erken evresindeki (yüzeydeki kayaların yaşı göz önüne alındığında) ne tür kademeli veya şiddetli bir doğal süreç, fenomen, kozmik kuvvet veya felaket bu soruya bir cevap verebilir?

İki ana hipotez ortaya çıktı.

Birincisi sözde endojenik hipotez. Bu, Mars mantosunun içindeki daha sıcak malzemenin yükselmesi ve daha soğuk malzemenin batması yoluyla ısı transferindeki farkın, yüzeyinde gözle görülür bir ikiliğe yol açtığını ileri sürüyor.

İkincisi ise ekzojenik İkilemin nedeninin uzaydan kaynaklandığı hipotezi. Bu, ya ay büyüklüğünde tek bir cismin ya da birkaç küçük cismin gezegenin yüzeyini yeniden şekillendiren feci etkisi anlamına gelir.

Mars depremleri

Dünya üzerinde bir depremin konumunu belirlemek için yüzlerce, hatta binlerce sismometreden elde edilen verileri kullanabiliriz.

Mars’ta yalnızca Insight iniş aracındaki tek bir cihazdan gelen verilere sahibiz. Bir Mars depreminin yerini bulmak için, farklı titreşim türleri (P ve S dalgaları olarak adlandırılır) arasındaki varış süresi farkını ölçmeye güvenmek zorundayız.

Bu, Mars depremine olan mesafeyi hesaplamamızı sağlar. Yerdeki parçacıkların hareketine bakarak da depremin yönünü belirleyebiliriz.

Insight verilerinden Mars depremlerinin yerini tespit edecek bir sistem oluşturduğumuzda, bunu uydu kameraları tarafından tespit edilen meteor çarpmaları gibi bilinen olaylarla karşılaştırarak kontrol ettik. Yöntemlerimizin güneydeki dağlık bölgelerdeki Terra Cimmeria bölgesindeki bir grup Mars depremini güvenilir bir şekilde işaret ettiğini gördük.

Daha sonra S dalgalarının güneydeki dağlık bölgelerdeki kayalardan geçerken nasıl enerji kaybettiğini inceledik. Ayrıca kuzey ovalarındaki Cerberus Fossae bölgesinde daha önce gözlemlenen depremler için de benzer hesaplamalar yaptık.

Bu ikisinin karşılaştırılması, dalgaların güneydeki dağlık bölgelerde daha hızlı enerji kaybettiğini gösterdi. Bunun en olası açıklaması güney dağlık bölgelerinin altındaki kayaların kuzeydekilerden daha sıcak olmasıdır.

Depremler bize bu ikilem hakkında neler söylüyor?

İkilemin iki yarısı arasındaki bu sıcaklık farkı, bölünmenin bir dış etkiden değil, Mars’taki iç kuvvetlerden kaynaklandığı fikrini destekliyor.

Nedeninin tam açıklaması oldukça karmaşıktır. Basitleştirmek gerekirse, bilim insanları, Mars’ın kabuğundaki ilk düzensizliğe dayanarak ikilemin nasıl oluşmuş olabileceğine dair modeller hazırladılar.

Bir noktada Mars’ın da Dünya’nınki gibi hareketli tektonik plakaları vardı. Bu plakaların ve altlarındaki erimiş kayanın hareketi, ikilem gibi bir şey yaratmış olabilir; tektonik plakalar, bilim adamlarının gezegenin erimiş iç kısmında “durgun bir kapak” olarak adlandırdığı şeyi oluşturmak için hareket etmeyi bıraktığında bu durum olduğu yerde donmuştu.

Bu olaylar daha sonra erimiş kayadaki konveksiyon modellerini etkinleştirmiş olabilir; bu da bugün gördüğümüz ikilemi açıklayabilir; güneydeki dağlık alanların altında yükselme ve kuzeydeki ovaların altında aşağıya doğru yükselme.

İkilemdeki sıcaklık farkına ilişkin Mars depremi kanıtlarımız bu modellerle tutarlıdır.

Mars ikilemine neyin sebep olduğu sorusunu kesin olarak yanıtlamak için, daha fazla Mars depremi verisine, ayrıca Mars’ın nasıl oluştuğuna dair ayrıntılı modellere ve Dünya ve diğer gezegenlerle karşılaştırmalara ihtiyacımız olacak. Ancak çalışmamız bulmacanın yeni ve önemli bir parçasını ortaya çıkarıyor.

Bu makale şuradan yeniden yayınlanmıştır: Konuşma Creative Commons lisansı altındadır. Okuyun orijinal makale.