Mars’ın İçinde Sıcak Bir Bölge Tespit Edildi: “Gelgit Tomografisi” Gezegenin Evrimine Işık Tutar

Arizona ve Brown Üniversitelerini kapsayan bir ekip, Mars‘ın güney yarımküresindeki manto bölgesinde kaydedilen 200 ile 400 Celsius derece arasında değişen sıcaklık anomalisini ortaya çıkardı. Liderliğini Alexander Byrne’in yaptığı araştırma ekibi, “gelgit tomografisi” olarak adlandırılan bir yöntem kullanarak gezegenin iç yapısına dair ipuçları topladı. On altı yıllık veri analizi sonucunda belirlenen bu ısınmanın, Mars’ın içindeki ısı kaynağına ve gezegenin dört milyar yıldan fazla süren evrimindeki değişimlere dair önemli bilgiler taşıyabileceği belirtildi.

Ekip, olayın ortaya çıkışını şu şekilde açıkladı: Gezegen Güneş‘in etrafında dolandıkça güneşin yerçekimi Mars’ı hafifçe gerip sıkıyor. Yörüngünün mükemmel bir daire olmaması nedeniyle bu çekim gücü bir Mars yılında değişiyor ve gezegenin şekil değiştirmesi de buna bağlı olarak değişiyor. Bu deformasyona gelgit şişkinliği deniyor. Gel şişkinliği, gezegenin içindeki kütlenin hafifçe kaymasına neden oluyor ve yerçekimi çekiminde küçük değişiklikler yaratıyor. Daha güçlü bir yerçekimi bölgesinin üzerinden geçen uydu biraz hızlanırken, daha zayıf bir bölgeden geçen yavaşlıyor. Bu sayede uyduların ölçülen hız değişimlerinden Mars’ın ne kadar sıkıştığı tahmin edilebiliyor.

Gelgit Tomografisi Nasıl Çalışıyor?

Araştırma, Mars Global Surveyor, Mars Odyssey ve Mars Reconnaissance Orbiter uydularından gelen izleme verilerinin on altı yıllık bir döneme ait analizine dayanıyor. Verilerin gösterdiği şey, Mars’ın Güneş etrafındaki yörüngesindeki mevsimsel gelgit etkilerinin sonuçları. Brown Üniversitesi doktora sonrası araştırmacısı Nick Wagner, Mars’ın yörüngesindeki küçük değişikliklerin gezegenin şekilinde de küçük değişimlere yol açtığını açıkladı.

“Mars Güneş’in etrafında dolandıkça güneşin yerçekimi gezegeni hafifçe gerip sıkıyor. Mars’ın yörüngüsü mükembir daire olmadığı için bu çekim gücü bir Mars yılında değişiyor, böylece Mars’ın şekil değiştirmesi de değişiyor. Bu deformasyona gel şişkinliği deniyor. Gel şişkinliği gezegenin içindeki kütlenin hafifçe kaymasına neden olarak yerçekimi çekiminde tiny değişiklikler yaratıyor. Güçlü bir yerçek bölgesinden geçen uydu biraz hızlanırken, zayıf bir bölgeden geçen yavaşlıyor. Bu yüzden uyduların ölçülen hız değişimlerinden Mars’ın ne kadar sıkıştahmin edebiliyoruz.”

Nick Wagner, Brown Üniversitesi Doktora Sonrası Araştırmacısı

Wagner’a göre bu yöntem yalnızca Mars için kullanılmıyor. Jüpiter’in uydusu Io da benzer gelgit etkisiyle şekil değiştiren dünyalardan biri ve bu etki voik aktivitesinin başlıca nedeni olarak gösteriliyor. Wagner, Dünya’da da GPS istasyonları kullanılarak benzer ölçümlerin yapıldığını belirtti.

“Brown Üniversitesi’ndeki doktora sonrası danışmanım Harriet Lau, Okyanus Pasifik’i ve Afrika’nın altındaki Büyük Düşük Kayma Hızı Bölgeleri olarak adlandırılan iki büyük ‘küme’nin yükselme kuvvetini sınırlamaya yardımcı oldu. İlginç olan şu ki, burada sadece sıcaklık farkı değil, aynı zamanda bileşimsel bir bileşen de var. Mars’taki anomalide de benzer şekilde bir bileşim öğesi olabileceğini düşünüyorum ancak bunun için ek araştırmalar yapılması gerekiyor.”

Nick Wagner, Brown Üniversitesi Doktora Sonrası Araştırmacısı

Sıcak Bölge Nasıl Oluştu?

Araştırmanın en büyük soru işareti, Mars’ın güney mantosundaki sıcak bölgenin nasıl oluştuğu. Bu ısınma gezegenin yaklaşık 4.5 milyar yıl önceki oluşumundan beri orada olmuş olabilir. Böyle bir durumda bu anomalinin Mars’ın jeodinamik evrimini kesinlikle etkilemiş olması gerekir. Diğer bir olasılık ise anomalinin eski bir çarpışma sonucunda oluşmuş olabileceği. İlginç olan şu ki, Mars’ta güney yarımkürenin kabuğu kuzeye göre çok daha kalın ve bu durum mantonun ısısını koruyup sıcak tutmuş olabilir.

Bu üç olasılıktan herhangi biri gerçekleşmişse, araştırmacıların bu süreçlerin sıcak bölgenin oluşumunu nasıl etkilediğini anlamaları için oldukça kapsamlı çalışmalar yapmaları gerekiyor. Araştırma ekibi, güney yarımküredeki anomalinin tek incelenmesi gereken bölge olmadığını da vurguladı.

Gelgit Tomografisinin Geleceği

Gelgit tomografisi, bir gezegen veya uyduyun şekilinde meydana gelen kaymaları ölçmek için sinyaller kullanan bilimsel bir yöntem. Bu sayede bilim insanları gezegenin içine kazmadan “içeriye bakabiliyor”. Yöntem, Dünya ve Mars’ın kabuk ve manto bileşimlerine dair bilgiler verebileceği gibi yörünge özelliklerindeki nüanslara da ışık tutabiliyor.

Mars etrafında dönen uzay araçlarının sürdürdüğü ölçümler, gezegenin Güneş etrafındaki yolculuğu boyunca değişimleri haritalamaya devam edecek. Gelecekte Jüpiter’in buzlu uydularını araştıran JUICE adlı uzay aracı, özel bir radyo bilimi deneyi kullanarak Jüpiter’in uyduyu Ganymede’in yerçekim alanını haritalayacak ve o dünyanın iç yapısına dair yeni bilgiler sağlayacak. Ayrıca gelgit etkilerine bağlı deformasyon ölçümleri, bilim insanlarına uydunun iç okyanusunun varlığı ve derinliği ile dış buzlu kabuğunun derinliği ve gücü hakkında bilgi verebilir.

Böyle çalışmalarından faydalanabilecek diğer dünyalar arasında Merkür ve Satürn’ün uydusu Enceladus yer alıyor. Mars için sürdürülen ölçümler, gezegenin kabuk kalınlığındaki farklara (kabuğun ikiyüzlülüğü) ve Kızıl Gezegen’in içindeki tektonik aktivitelere dair yeni bilgiler sağlayabilir. Byrne ekibi, gelecek çalışmaların aynı zamanda gezegenin termal modellerini ve Mars’ta derinden kaynaklanan volkanik etkinin (magma üretimi) etkilerini anlamaya da yardımcı olabileceğini belirtti.