Mars’taki güneş sisteminin en yüksek yanardağlarında ilk kez don tespit edildi

Güneş sistemindeki en büyük dağlar olan Mars’taki devasa volkanlarda ilk kez su donları tespit edildi. Bern Üniversitesi liderliğindeki uluslararası ekip, Avrupa Uzay Ajansı’nın ExoMars Trace Gas Orbiter uzay aracındaki Bernese Mars kamerası CaSSIS’ten alınan yüksek çözünürlüklü renkli görüntüleri kullandı. Suyun nerede bulunabileceğini ve nasıl taşındığını anlamak, gelecekteki Mars misyonları ve olası insan keşifleri için önemlidir.

“ExoMars”, Avrupa Uzay Ajansı ESA’nın bir programıdır: 1970’lerden bu yana ilk kez Mars’ta yaşamla ilgili aktif araştırmalar yürütülmektedir. ExoMars Trace Gas Orbiter’da (TGO), Bern Üniversitesi Fizik Enstitüsü’nden Profesör Nicolas Thomas liderliğindeki uluslararası bir ekip tarafından geliştirilen ve inşa edilen bir kamera sistemi olan Renkli ve Stereo Yüzey Görüntüleme Sistemi (CaSSIS) bulunmaktadır. CaSSIS, Nisan 2018’den bu yana Mars’ı gözlemliyor ve Mars yüzeyinin yüksek çözünürlüklü renkli görüntülerini sunuyor.

Dr. Adomas Valantinas liderliğindeki uluslararası bir ekip, bu yüksek çözünürlüklü renkli görüntüleri kullanarak Mars’taki su donunu tespit edebildi. Çalışma yeni yapıldı yayınlanan dergide Doğa Jeolojisi. Valantinas doktora derecesine sahipti. Bern Üniversitesi Fizik Enstitüsü Uzay Araştırmaları ve Gezegen Bilimleri Bölümü’nde Ekim 2023’e kadar öğrencidir ve İsviçre Ulusal Bilim Vakfı (SNSF) doktora sonrası hareketlilik bursu sayesinde şu anda Brown Üniversitesi’nde (ABD) misafir araştırmacıdır.

Beklenmedik bir keşif

Don, Mars’ın en yüksek dağları olan Tharsis yanardağlarının tepelerinde tespit edildi. Bu volkanlar güneş sistemindeki en yüksek dağlardır ve Olympus Mons çevredeki ovalardan 26 km yüksektedir. Bu dağların Mars’ın ekvatoruna yakın alçak enlemlerde yer alması nedeniyle bu don oluşumu beklenmiyordu.

Valantinas, “Bu alçak enlemlerde, yüksek miktarda güneş ışığı yüzey sıcaklıklarını yüksek tutma eğilimindedir. Bu nedenle orada don olayının görülmesini beklemiyorduk” diyor. Üstelik Mars’taki ince atmosfer, yüzeyi soğutma konusunda yetersiz olduğundan, Dünya’da olanın aksine, gün ortasında yüksek rakımlı yüzeyler alçak rakımlı yüzeyler kadar ısınabiliyor.

Valantinas şöyle açıklıyor: “Yukarı doğru esen rüzgarlar alçak bölgelerden su buharı içeren havayı yukarıya taşıyor ve bu hava yüksek irtifalara çıktıkça soğuyarak yoğunlaşmaya neden oluyor. Bu hem Dünya’da hem de Mars’ta tanıdık bir olgudur.” Aynı fenomen çarpıcı Arsia Mons Uzamış Bulutu’na da neden oluyor ve yeni çalışma bunun Tharsis yanardağlarında da sabah don birikintilerine yol açtığını gösteriyor.

Valantinas şöyle devam ediyor: “CaSSIS görüntülerinden görebildiğimiz gibi, ince donlar yalnızca kısa bir süreliğine, gün doğumu civarında birkaç saat boyunca mevcut oluyor ve ardından güneş ışığında buharlaşıyor.”

Başarılı işbirliği

Don olayını tespit etmek için Valantinas ve ekibi, Bernese Mars kamerası CaSSIS tarafından çekilen 5.000’den fazla görüntüyü analiz etti. Nisan 2018’den bu yana CaSSIS, yerel toz aktivitesi ve CO2’deki mevsimsel değişikliklere ilişkin gözlemler sağlıyor₂ buz birikintileri ve Mars’ta kuru çığların varlığı.

Thomas şunları söylüyor: “Mars’ta gece vakti oluşan don olayını görsel dalga boylarında ve yüksek çözünürlükte tespit edebilmemiz, Bern kamera sisteminin etkileyici bilimsel yeteneklerinin bir başka kanıtıdır.”

Keşif, ESA Mars Express yörünge aracındaki Yüksek Çözünürlüklü Stereo Kamera (HRSC) ve TGO aracındaki Nadir ve Mars Keşfi için Okültasyon (NOMAD) spektrometresi tarafından yapılan bağımsız gözlemler kullanılarak doğrulandı.

Berlin’deki DLR Gezegensel Araştırma Enstitüsü’nde (DLR-Institut für Planetenforschung) jeolog ve mevcut çalışmanın ortak yazarı Ernst Hauber şöyle diyor: “Bu çalışma, farklı yörünge varlıklarının değerini güzel bir şekilde ortaya koyuyor. Çeşitli araçlardan ve modellemeden alınan ölçümleri birleştirerek, atmosfer-yüzey etkileşimlerine ilişkin anlayışımızı tek bir aletle mümkün olmayacak şekilde geliştirebiliriz.”

Hauber’e göre, sonuçlar aynı zamanda gezegensel süreçlerin uzun vadeli izlenmesinin ne kadar önemli olduğunu da gösteriyor; çünkü bazı olgular ancak zaman içinde birden fazla ölçümün karşılaştırılmasıyla ortaya çıkıyor.

Gelecekteki Mars misyonları için önemli bulgular

İnce olmalarına rağmen (muhtemelen milimetrenin yalnızca yüzde biri kadar kalınlıkta (insan saçı kalınlığında)) don lekeleri geniş bir alanı kaplıyor. Valantinas’ın açıklamasına göre “Don miktarı, soğuk mevsimlerde her gün yüzey ile atmosfer arasında yaklaşık 150.000 ton su değişimini temsil ediyor; bu da yaklaşık 60 olimpik yüzme havuzuna eşdeğerdir.”

Thomas, “Suyun nerede bulunabileceğini ve rezervuarlar arasında nasıl hareket ettiğini anlamak, Mars keşfinin birçok yönüyle alakalı” diyor.

“Elbette, Mars’ın iklimiyle ilgili fiziksel süreçleri anlamak istiyoruz. Ancak buna ek olarak, Mars’taki su döngüsünü anlamak, gelecekteki insan keşifleri için temel kaynakların oluşturulması ve geçmişteki veya şimdiki yaşanabilirliğin sınırlandırılması açısından da büyük önem taşıyor.” ,” diye bitiriyor Valantinas.