Bu Antik Meteorit Mars’ın Sıcak ve Nemli Geçmişine İşaret Ediyor

Mars, geçmişini anlamaya yönelik, onlarca süren bir çabanın konusudur. Bu çabayı sürükleyen şey, gezegenin olası eski yaşanabilirliğidir. Yüzeyine daha önce 20’den fazla görev gönderildi (çoğu giriş ve iniş sırasında hayatta kalamadı). Günümüzde orada Curiosity ve Perserverance adlı iki araç faaliyet gösteriyor ve birden fazla yörünge aracı gezegenin yüzeyini yukarıdan taramaktadır.

Mars’ın geçmişine dair ipuçları onun kayalarında gizli ve bir kaya parçası ne kadar eskiyse, gezegenin eski geçmişi hakkında o kadar derin ipuçları barındırır. Mars’a araçlarla gitmek, gezegenin kayalarına erişmenin yalnızca bir yoludur. Neyse ki, Mars’tan bazı parçalar Dünya‘ya ulaştırıldı. Şiddetli çarpışmalar, Mars kayalarının parçalarını uzaya fışkırttı ve bu parçalar sonunda meteorit olarak Dünya’ya ulaştı.

2011’de bulunan Black Beauty adlı bir Mars meteoriti, eski Mars meteoritleri için standart belirledi. Çoğu meteorit, daha kolay görülebilmeleri nedeniyle yalnızca çöllerde veya karlı/buzlu alanlarda bulunur ve Black Beauty (Kuzey Afrika’nın Batısı 7034 ya da NWA 7034) Batı Sahra’da göçebe bir topluluk tarafından bulundu. Onun bazı parçaları yaklaşık 4,43 milyar yaşında ve Mars yaklaşık 4,5, belki de 4,6 milyar yaşında. Yani Black Beauty son derece eskidir.

Sahra Çölü, 2022’de Mali’de bulunan Teghaza 001 (Teg 001) dahil olmak üzere eski Mars meteoritleri de ortaya çıkardı. Teg 001’de bazı olağandışı özellikler ortaya çıkarıldı ve bunlar yeni bir araştırmada sunuluyor.

Araştırma, “A Martian meteorite that formed ≳4.1 billion years ago samples Mars’ early crust and mantle” başlığını taşıyor ve Science dergisinde yayımlandı. Araştırmanın baş yazarı, California Institute of Technology’deki NASA Jet İtme Laboratuvarı’ndan Yang Liu. Bilim insanı Carl Agee ise New Mexico Üniversitesi’nin Meteoritler Enstitüsü’nün (IOM) direktörü ve küratörü olarak çalışmada öne çıkan rollerden birini üstlendi.

“Bu örnek muhtemelen Mars’ta daha çok Dünya benzeri bir ortamdan gelmiştir.” – Carl Agee, New Mexico Üniversitesi.

(A) Teg001’in sekiz parçadan en büyüğünü gösteriyor. (B) Daha küçük bir parçanın kesitini gösteriyor. Görsel Kaynağı: Yang Liu ve ark., 4.1 milyar yıldan daha eski dönemde oluşmuş bir Mars meteoriti, Mars’ın kabuğunu ve mantoisini örnekliyor. Science,eadz5646 DOI:10.1126/science.adz5646

Kanlı eski meteoritler nadir buluntulardır ve bilimsel açıdan son derece değerlidir.

“Mars meteoritleri, gezegenin jeolojik geçmişine dair bir kayıt sunar,” yazarlar araştırmalarında açıklıyor. “Ancak çoğu, eski kayalardan oluşan Mars yüzeyini temsil etmeyen, jeolojik açıdan genç örneklerdir.”

Çoğu meteoritin genç olması yalnızca seçim etkilerinden kaynaklanır. Meteoritler çarpışmalarla uzaya fışkırtilır ve bu durum daha dayanıklı olan genç kayaları tercih eder. Bu nedenle meteoritler genellikle genç, bazaltik volkanik kayalardan gelir. Mars kabuğunun daha eski kısımları ise çarpışmalarla kırılmış ve breşleşmiş olması nedeniyle daha zayıftır. Bazı eski kayaçlar ayrıca tortul veya kil içeren kayalardır. Bu kayalar daha zayıftır ve onları uzaya fırlatabilecek bir çarpışmadan hayatta kalma olasılıkları çok daha düşüktür.

Teghaza, nadir eski Mars meteoritlerinden biridir.

“Mars meteoriti Teghaza 001’i (Teg 001), en az 4.1 milyar yıldan daha eski dönemde oluşmuş, yavaşça soğumuş bir magmatik kayayı tanıtırıyoruz,” yazarlar yazıyor. “Bileşimi, mineralojisi ve dokusu diğer Mars meteoritlerinden farklıdır.” Diğer Mars meteoritlerinden farklı olmakla birlikte, yine eski olan Black Beauty ile de benzerlik gösteriyor.

“Bu parçanın Black Beauty’ye biraz benzediğini fark ettim, tam olarak değil, ancak oksijen izotop değerlerinde ona benziyordu,” Agee basın açıklamasında söyledi. “Mikroskop altında inceledim ve içinde manganez oksitin yüksek düzeyde bulunduğu alanlar buldum; manganez oksit, gezegen araçlarının (rover) yaşam için elverişli ortamların göstergesi olarak Mars’ta aradığı bir bileşendir.”

MSL Curiosity, Gale Krateri’nde MnO açısından zengin malzemeyle dolmuş kaya kırışıklarını tespit etti. Bu, gezegenin atmosferinin bir zamanlar serbest oksijen ve oksijen açısından zengin yeraltı suları içeriyor olabileceğini düşündürüyor; ancak bunu kanıtlamıyor. Konu hâlâ tartışma konusu.

Lead author Yang Liu ve diğer Caltech bilim insanları, Teg 001 içindeki küçük zirkon kristallerinin yaşını belirlemek için bir tarihleme tekniği kullandı. Zirkon kristalleri, jeolojik süreçlere dayanabildikleri için eski kayaların yaşını bulmada önemlidir. Aynı zamanda uzun yarı ömürlü elementlerin eser miktarlarını içerirler. Liu, Teg 001’in 4,1 milyar yaşında olduğunu böylece belirledi. “Uranyum ve kurşun izotoplarının on ölçümünü, farklı morfolojilere sahip altı şoklanmış zirkon tanesinde, onların U-Pb ve Pb-Pb yaşlarını belirlemek için gerçekleştirdik,” diyorum yazarlar.

Black Beauty de eski olsa da, bu iki meteorit birbirinden oldukça farklıdır.

“Black Beauty’nin bu yaşa sahip birkaç parçası var, ama o tüm meteoritin kendisi birçok farklı kaya tipinden oluşan bir konglomerat. Teghaza 001 ise sadece saf, tek bir kaya tipi ve 4,1 milyar yaşında ya da daha eski, bu yüzden büyük bir sürprildi,” dedi Agee. “Bulunan en eski Mars magmatik kayası muazzam bir farkla, ama buna ek olarak, bileşiminde içinden sıvı ve suyun aktığı bir ortamda bulunmuş olduğunu ima eden ipuçları taşıyordu.”

Teghaza 001, neredeyse 800 grama ulaşan birkaç parçadan bulunmuştur. Farklı parçalardan oluşan konglomerat olan Black Beauty’nin aksine, Teg 001 tek bir kaya tipidir. Görsel Kaynağı: UNM.

İzotop Oksijen-18, geçmişte suyla etkileşime girdiğini gösteriyor, büyük ihtimalle Mars yüzeyinde. “Teg 001’in yüksek δ18O değeri, muhtemelen yüzey sıvılarıyla etkileşime girmiş olan δ18O açısından zengin kabuk malzemesinin sindirilmesini ya da magmanın yüksek-δ18O sıvılarıyla doğrudan tepkimesini yansıtıyor,” yazarlar yazıyor. Bu bulgu, Mars’ın bir zamanlar sıcak ve Islaktı hipotezini destekliyor; bu hipotez, artan bir kanıt yığını tarafından destekleniyor.

“Aynı zamanda anormal oksijen izotoplarına ve yüksek mangan seviyelerine sahip bu bölgelere de sahiptik” diyen Agee, “Bunların tümü, bu kayanın Mars’tan geldiğine, Mars ortamının çoğu Mars meteoritinimizin oluşup birkaç yüz milyon yıl önce patladığı, tıpkı günümüzdeki gibi kuru bir çöl olduğu dönemden çok daha başlangıçta, yani Mars’ın ortamının bugün olduğundan farklı olduğu döneme ait olduğuna uyuyordu. Bu numune büyük olasılıkla Mars’ta daha çok Dünya benzeri bir ortamdan gelmiştir.”

Bu görüntü, özellikleri ve içeriği etiketlenmiş Teg001’in kesilmiş bir bölümünü gösteriyor. Pigeonit (PgT) özellikle önemli, çünkü sıvısal değişime uğramış magnezyum barındırıyor. “Pigeonitin Mg açısından zengin iç kısımları, sıvı fazıyla tepkimeler sonucu yoğun biçimde değişime uğramıştır” yazarlar yazıyor. Görüntü Kaynağı: Yang Liu ve ark., A Martian meteorite that formed ≳4.1 billion years ago samples Mars’ early crust and mantle. Science0,eadz5646DOI:10.1126/science.adz5646

Mars’ın erken, muhtemelen daha çok Dünya benzeri olduğu bu dönem Pre-Noachian dönemi olarak adlandırılıyor. Gezegen bilimciler, Pre-Noachian dönemini net biçimde betimlemekte zorlanıyor çünkü bu çok eskide kaldı ve jeolojik süreçler ile aşınma, antik dönemin büyük bir kısmını silip atmıştır. Bazı araştırmalar, Mars’ın bu dönemde küresel okyanuslara sahip olmuş olabileceğini gösteriyor; bu, Mars’ın günümüzdeki soğuk, kurumuş halinden son derece farklı bir durum.

Billions of years ago, Mars had a global ocean, as shown in this illustration. That could explain the aqueous alteration in Teg001. Image Credit: By Ittiz – Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7861829

Mars’ın bugün hâlâ basit, var olan canlılara sahip olması mümkün. Eğer böyleyse, bu canlılar gezegenin antik sularının sonunun saklanmış olabileceği, yüzeydeki sert radyasyondan uzak, yerin derinliklerinde bir yerde gizlenmiştir. Ancak eski, sıcak ve ıslak bir Mars görüntüsünün doğru olduğu ortaya çıkarsa, bunun Pre-Noachian dönemi olması gerekir.

“Mars’ta bir zamanlar yüzeyde, herhangi bir yeraltında gizlenmemiş, bolca hayat varsa, bakmanız gereken dönem Pre-Noachian dönemidir,” dedi Agee. “Çok en erken dönem bu ve muhtemelen Mars’ın bir manyetik alanı hâlâ vardı, radyasyonundan korunuyordu ve yüzey suları vardı. Daha yoğun bir atmosfer vardı. İlkel hayat Mars’ta bolsa bolca vardı. Olasılığın en yüksek olduğu, bunun yaşanmış olması muhtemel olan dönem de budur.”

Çoğu Mars meteoriti Teg001’den çok daha gençtir, yalnızca birkaç yüz milyon yaşındadır. Büyük olasılıkla hiçbir roketin ziyaret etmediği bir yerden, muhtemelen Mars’ın güney yükseklerinden gelmiştir. Uzaktan algılama, bu antik bölgenin Teg001 ile benzer bir bileşime sahip olduğunu göstermektedir.

“Sulu süreçlerle değişmiş minerallerin varlığı, kütle ve mineral özgü oksijen izotopu ölçümleriyle birleşerek, Teg 001’in uzaya fırlatılmasından önce, 18O ile zenginleşmiş sularla tepkimeye girdiğini göstermektedir,” diyorum yazarlar, makalelerinde özetlemektedir.