Mars yüzeyinin neden kabuklu olduğu ortaya çıktı

NASA’nın Sismik Araştırmalar, Jeodezi ve Isı Taşınımını Kullanarak İç Keşif (InSight) misyonu, 26 Kasım 2018 tarihinde Mars’a iniş yaparak gezegenin iç yapısını araştırmak için önemli bir adım attı. Bu misyon, Mars yüzeyinde bir araştırma istasyonu kurarak gezegenin derinliklerine dair bilgi toplamak amacıyla gerçekleştirilen ilk girişimdi. InSight’ın en etkili araçlarından biri, Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) tarafından geliştirilen Isı Akışı ve Fiziksel Özellikler Paketi (HP3) oldu. Bu yenilikçi cihaz, Mars Köstebeği olarak da bilinir ve dört yıl boyunca gezegenin içinden gelen ısı akışını ölçmeyi hedefledi.

HP3, Mars yüzeyinin beş metre derinliğine kadar kazmak üzere tasarlanmıştı. Uzay aracı, yüzeyin altındaki günlük ve mevsimsel sıcaklık dalgalanmalarını kaydederek önemli veriler topladı. Bu verilerin DLR’den bir ekip tarafından analiz edilmesi, Mars toprağının neden bu kadar “kabuklu” olduğuna dair yeni bilgiler sağladı. Yapılan araştırmalar, Mars yüzeyinin en üst katmanındaki sıcaklıkların, toprağı sertleştiren kabukların oluşumuna neden olduğunu ortaya koydu.

Bu analiz, Köln’deki DLR Uzay Operasyonları ve Astronot Eğitim Kurumu’nun Mikro Yerçekimi Kullanıcı Destek Merkezi’nden (MUSC) bir ekip tarafından yürütüldü. İç kısımdan elde edilen ısı verileri, Mars’ın jeolojik evrimini anlamak ve çekirdek bölgesiyle ilgili teorileri gözden geçirmek için büyük bir öneme sahip. Bilim insanları, Mars’taki jeolojik aktivitelerin Hesperian döneminin sonlarında (yaklaşık 3 milyar yıl önce) büyük ölçüde durduğuna inanıyor, ancak hala lavların aktığına dair kanıtlar mevcut. Bu durum, Mars’ın iç kısmının daha düşük kütlesi ve basıncı nedeniyle daha hızlı soğumasından kaynaklanıyor olabilir. Bu bağlamda, bilim insanları, Mars’ın iç çekirdeğinin sıvı hale gelirken dış çekirdeğinin katılaşmasına neden olduğu hipotezini öne sürüyorlar.

İlk Kez Tahmin Edilen Toprak Yoğunluğu

DLR ekibi, InSight tarafından elde edilen yeraltı sıcaklıklarını yüzey sıcaklıklarıyla karşılaştırarak kabuktaki ısı taşıma oranını ve termal iletkenliği ölçmeyi başardı. Bu sayede, Mars toprağının yoğunluğu ilk kez tahmin edilebildi. Ekip, toprağın en üstteki 30 cm’lik bölümünün yoğunluğunun bazaltik kumla karşılaştırılabilir olduğunu belirledi.

Türünün İlk Örneği

Termal sondanın 40 santimetre uzunluğundaki derinliği boyunca ortalama sıcaklık eksi 56 santigrat derece olarak belirlendi. Günlük döngüler ve mevsimsel değişimler boyunca sıcaklık eğrisini belgeleyen bu kayıtlar, Kızıl Gezegen’de türünün ilki olma özelliği taşıyor. Kabuklaşmış Mars toprağı (diğer adıyla “duricrust”) 20 cm derinliğe kadar uzandığından, uzay aracı 40 cm’den biraz daha fazla nüfuz etmeyi başardı. Elde edilen veriler, Mars’taki ısı taşınımı hakkında değerli bilgiler sağladı.

Araştırmacılar, bir Mars günü boyunca yer sıcaklıklarının yalnızca 5 ila 7 derece dalgalandığını ve bunun, yüzeyde gözlemlenen dalgalanmaların çok küçük bir kısmı olduğunu tespit etti. Mevsimsel olarak, yüzeye yakın katmanlarda Mars’taki suyun donma noktasının altında kalırken 13 derece sıcaklık dalgalanması kaydedildi. Bu durum, Mars toprağının mükemmel bir yalıtkan olduğunu gösteriyor ve sığ derinliklerdeki büyük sıcaklık farklılıklarını önemli ölçüde azaltıyor. Bu özellik, Mars toprağının esnekliği, termal iletkenliği, ısı kapasitesi, içindeki malzemenin hareketi ve sismik dalgaların içinden geçme hızı gibi çeşitli fiziksel özelliklerini etkiliyor.