Güneş Sistemi’nin En Büyük Kanyonu Hâlâ Tektonik Açısından Aktif

Onlarca yıldır bilim insanları Mars‘ın jeolojik açıdan etkinsiz olduğunu düşünüyordu. Yüzeyi volkanik geçmişine tanıklık eden özelliklerle kaplı olsa da, tüm kanıtlar gezegenin jeolojik açıdan öldüğünü gösteriyordu. Bu durum, Mars’ın kabuğunun tektonik levhaları olmadan tek bir levhadan oluşması, yani bir “Durgun Kapak” gezegeni olması gerçeğiyle uyumluydu. Ancak NASA‘ın InSight (Sismik Araştırmalar, Jeodezi ve Isı Transferi Kullanarak İç Keşif) iniş aracının gelmesiyle, gezegenin hâlâ “canlı” olduğuna dair işaretler birikmeye başladı.

“Mars depremleri” olarak adlandırılan çarpanlardan kaynaklanan sarsıntılardan öte, InSight iç kaynaklı tektonik etkinliğe dair kanıtlar tespit etti. Son bir çalışmada, Imperial College London ve Columbia Üniversitesi’nde çalışan bilim insanları, bir mars depreminin Valles Marineris’in altında başladığına dair sismik kanıtlar sundu. InSight’ın verilerine göre, bu olay (S0976a) kabuğun derinliklerinde fay hatları boyunca kayan kayalardan kaynaklandı. Bu bulgular, milyarlarca yıl önce, Mars çok daha etkiliyken oluşan fayların, gerilim altında kırılmaya yeterince kararsız olduğunu öne sürüyor.

Araştırma, Imperial College London’ın Jeoloji ve Mühendislik Bölümü’nde yardımcı doçent olan Jung-Hun Song önderliğinde yürütüldü. Ona Columbia’nın Jeoloji ve Çevre Bilimleri Bölümü ile Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign’in Jeoloji ve Çevre Değişimi Bölümü’nden araştırmacılar katıldı. Bulgularını içeren çalışma Nature Communications dergisinde yayımlandı.

Mars’ın InSight uzay aracının iki güneş panelinden biri, iniş aracının Enstrüman Yerleştirme Kamerası ile görüntülendi. Krediler: NASA/JPL-Caltech

Olympus Mons ve Tharsis bölgesi gibi, Valles Marineris de kendi türündeki Solar Sistemin en büyük jeolojik özelliğidir ve benzeri Dünya özelliklerini gölgede bırakır. Bu geniş kanyon sistemi 3.900 km (2.423 mil) uzunluğa, 600 km’ye (373 mil) kadar genişliğe ve 9 km’den (5,5 mil) fazla derinliğe sahiptir. Buna karşılık, Dünya’daki en büyük kanyon sistemi olan Yarlung Tsangpo Grand Canyon yaklaşık 505 km (313,5 mil) uzunluğa, 113 m’ye (371 feet) kadar genişliğe ve 6 km’ye (3,7 mil) ulaşan maksimum derinliğe sahiptir. Song’un açıkladığı gibi:

Valles Marineris, Solar Sistem’deki herhangi bir yerde en etkileyici jeolojik yapılardan biridir, ancak şimdiye kadar faylarının hâlâ aktif olduğu kesin olarak bilinmiyordu. Çalışmamız, aksi takdirde jeolojik açıdan etkinsiz sayacağımız diğer gezegen cisimlerinde devam eden sismik etkinlik keşfetmek için heyecan verici olanaklar açıyor.

En yaygın kabul gören teori, vadinin kabuğu ayrayan gerginlik tektonik kuvvetleri tarafından oluşturulan fay kırıkları tarafından oluştuğudur. Bu sürecin, Noachian’dan geç Hesperian dönemlerine (4,1 ile 3,0 milyar yıl önce) kadar Tharsis Tümseği’ni oluşturan yoğun volkanik etkinlikle ilişkili olduğu düşünülüyor. Kanyonun, Doğu Afrika Çatlağı’na benzer şekilde, ardından gelen aşınma ve çatlak duvarlarının çökmesiyle büyütüldüğü de öne sürülüyor.

Araştırmacılar çalışmalarında, InSight’ın 25 Ağustos 2021’de kaydettiği S0976a sismik olayını analiz etti. Bu, Mars’ın batı yarımküresinde kaydedilen tek mars depremiydi ve gezegenin karşı tarafında başladı. Önceki çalışmalar mars depremini Valles Marineris’in batı kısmına yakın yerleştirdi. Ancak nedeni belirsizdi; olası açıklamalar meteorit çarpanlarından, kayma ve Mars’ta yaygın olan diğer kütle hareketi biçimlerine kadar değişiyordu.

Tharsis Montes, Olympus Mons (sol üst) ve Valles Marineris (sağ). Krediler: NASA/JPL-Caltech

Araştırmacılar bu açıklamaları test etmek için modeller kurdu, ancak gözlemlenen sismik dalgaları yeniden üretemedi. Araştırmacılar ayrıca olaydan sonra NASA’ın Mars Reconnaissance Orbiter’ı (MRO) tarafından çekilen bölgenin uydu görüntülerine de danıştı, ancak çarpan krateri veya kaymaya dair hiçbir kanıt bulamadı. En iyi uyum, kabuk bloklarının vadinin yaklaşık 20 ile 40 km (12 ile 24 mil) altında, dik bir fay boyunca yatay olarak birbirinin yanından geçtiği bir yatay kayma mars depremiydi. Song şöyle dedi:

Sonucun ikna edici yapan şey, birkaç tamamen farklı türde kanıtın aynı yöne işaret etmesidir. Sismik dalgalar, yüzeyin oldukça altında bir fayda yanal bir kayma hareketi olduğunu söylüyor; oysa yörüngeden görülen jeoloji, uzun ömürlü fay sistemleriyle kaplı bir bölge gösteriyor.

Sonuçlar, aynı zamanda, bilim insanlarının, mevcut fay yapılarının uzun süreli soğuma, volkanik gerilmeler ve kanyonla ilişkili yerel etkiler nedeniyle kayması durumunda bekleyecekleriyle de uyum içerisindedir. Bu bulgular, InSight’ın günümüz Mars’ında aktif faylanmaya dair kanıt tespit ettiği bölgeler listesinde de bir ek oluşturuyor. Bu bölgeler arasında Cerberus Fossae yarıkları ve Elysium Planitia’nın güney kısmı yer alıyor; bunlar, Mars kabuğundaki gerilmelerin tek bir gezegen çapında desene uymadığını gösteriyor.

Son olarak sonuçlar, güneş panellerindeki toz birikmesi nedeniyle görevinin sona ermesinden dört yıl sonra da InSight’ın Kızıl Gezegen hakkında değerli bilgiler vermeye devam ettiğini ortaya koyuyor. Çalışmanın kıdemli yazarlarından Imperial’da Yeryüzü ve Gezegen Bilimleri alanında yardımcı doçent olan Dr. Doyeon Kim şunları söyledi:

S0976a, Kızil Gezegen’i anlama sürecimizde önemli bir rol oynayan olağanüstü bir olay olarak ortaya çıktı. Dalgaları çekirdeğin içinden geçerek Mars’ın en derin kısmını araştırmamıza yardımcı oldu ve şimdi bize kaynağında ne olduğunu anlatıyor. Tek bir marsdepremi üzerinden hem gezegenin merkezinden hem de en dikkat çekici manzaralardan birinin altındaki aktif bir faydan bahsedebiliriz.

İleri Okuma: Imperial College London, Nature Communications.