NASA‘nın 2011-2015 yılları arasında gerçekleştirdiği Messenger görevi, Merkür’ün yüzeyinin, bir kilometre kalınlığa ulaşan geniş lav düzlükleriyle kaplı olduğunu gösterdi. Aynı zamanda, kraterlerin arasında “hollows” adı verilen volkanik yapılar, piroklastik ventler ve “faculae” adı verilen kırmızımsı tortular bulunduğunu ortaya çıkardı. Bu özellikler, magmanın içindeki uçucu maddeler nedeniyle meydana gelen patlayıcı gaz çıkışlarının kanıtıdır. Merkür’deki lav düzlükleri ve diğer volkanik yapılar, yaklaşık 4,1 ila 3,5 milyar yıl önce oluşmuştur.
Ancak, yeni araştırmalar, Merkür’ün daha önce düşünüldüğünden çok daha yoğun bir volkanizmaya maruz kaldığını gösteriyor. Bu araştırma, “The SiO2 abundance on the surfaces of the Moon and Mercury” başlıklı bir makalede yayınlanmıştır ve Planetary Research dergisinde yer almaktadır. Araştırmanın başyazarını ise Max Planck Solar System Research Enstitüsü’nde araştırmacı olan Christian Renggli’dir.
“Planetary yüzeylerdeki SiO2 (silisyum dioksit) oranı, gezegenlerin kabuk kompozisyonu ve magmatik evrimi hakkında önemli bir göstergedir,” diyor araştırmacılar. SiO2 içeriği, jeologların volkanik kayaçları anlamak için kullandığı temel yöntemlerden biridir. SiO2 miktarı, gezegen yüzeylerini şekillendiren volkanik süreçler hakkında çok fazla bilgi verir. Silisyum dioksit içeriği ile magma viskozitesi arasında bir ilişki vardır ve bu da Merkür ve Ay gibi gezegenlerin yüzeylerini etkiler.
Bu çalışmada, araştırmacılar önce Ay’ı incelemiş ve ardından bulgularını Merkür’e uygulamışlardır. Çalışma, “Christiansen Feature” (CF) adı verilen bir yöntem kullanılmıştır. CF, mineralin kompozisyonuna ve yapısına özgü olan orta kızılötesi spektrumdaki bir dalga boyu noktasıdır. Bu noktanın tam dalga boyu, bileşime bağlı olarak değişir. Bu nedenle, bu çalışmada CF’nin değişimi, kayalardaki silisyum dioksit miktarındaki değişikliklere bağlıdır.
Bu yöntem, uzak bölgelerdeki yüzeylerin silisyum dioksit içeriğini anlamak ve gezegenlerin volkanik geçmişi hakkında bilgi edinmek için kullanılabilir.
Bu grafik, silisyum dioksit miktarındaki değişikliklerin CF’yi nasıl etkilediğini göstermektedir. Kaynak: Renggli ve ark., 2026. Planetary Research.
Araştırmacılar ilk olarak CF yöntemini kullanarak Ay’ın yüzeyindeki silisyum dioksit dağılımını haritaladı. Ay’ın yüzeyi iki ana bölümden oluşur: yüksek platolar ve bazaltik lav düzlükleri olan “mares”. Uzak algılama yöntemiyle elde edilen silisyum dioksit haritası, bu iki bölgenin dağılımını doğru bir şekilde yansıtmıştır ve ayrıca Ay’dan getirilen örneklerle de uyumludur. Araştırmacılar, “Sonuçlar, mare-yüksek platolar arasındaki farkı doğru bir şekilde yansıtmakta ve tüm Ay örneklerinin geldiği bölgelerle de uyumlu sonuçlar vermektedir,” diyorlar.
Bu, Ay yüzeyindeki silisyum dioksit içeriğinin ilk küresel haritasıdır. Beyaz noktalar, Apollo, Luna ve Chang’e görevlerinin Ay örneklerini Dünya‘ya getirdiği iniş bölgelerini işaretlemektedir. Bu örnekler, haritanın doğruluğunun kontrol edilmesine olanak sağlamıştır. Kaynak: Renggli ve ark., 2026. Planetary Research.
“Ay, bizim için bir referans noktasıdır ve Merkür’e doğru ilerlerken önemli bir kavramsal adım,” diyor Renggli.
Bu sonuçlar, CF yönteminin uzak algılama yoluyla silisyum dioksit içeriğini belirlemede doğru sonuçlar verdiğini göstermiştir. Bir sonraki aşama ise bu yöntemin Merkür’deki tek bir ölçüm üzerinde uygulanmasıdır. Araştırmacılar, “Son olarak, yeni kalibrasyon, mevcut bir Dünya tabanlı CF ölçümü kullanılarak Merkür yüzeyindeki silisyum dioksit içeriğinin belirlenmesine olanak sağlamaktadır,” diyorlar. “Mevcut bir ölçüm kullanarak, yaklaşık %37 ağırlıkça silisyum dioksit bulunduğunu tespit ettik.”
Bu ölçüm, Merkür’ün yüzeyindeki silisyum dioksit miktarının daha önce düşünüldüğünden daha düşük olduğunu göstermektedir ve bu da gezegenin volkanik geçmişinin farklı olduğunu ortaya koymaktadır.
“Bulgularımız, Merkür’deki volkanik kayaların oluşumunda, manto malzemesinin daha derinlerden geldiğini göstermektedir,” diyor başyazar Renggli. Aynı zamanda MPS’de “Experimental Laboratory Magma Ocean” araştırma grubunun da lideridir.
Genç bir gezegenin katı kabuğunun altında, silisyum dioksit yavaşça erimiş manto malzemesine doğru hareket eder. Bu durum, ilk kayaların oluştuğu sırada manto malzeminden yeterince silisyum dioksit alınmaması nedeniyle gerçekleşir. Sonuç olarak, sıcak lava yüzeye yükseldiğinde, daha fazla silisyum dioksit içerir. Bu nedenle, yüzeydeki düşük silisyum dioksit içeriği, mantonun daha yüksek bir sıcaklığa sahip olduğunu gösterir.
Bu sonuçlar, Merkür’ün volkanik geçmişinin daha önce düşünüldüğünden farklı olduğunu gösteren önemli ipuçlarıdır. CF noktasının silisyum dioksit içeriğini belirlemek için kullanılmasının bir dezavantajı ise, bu noktanın sadece silisyum dioksit içeriği değil, aynı zamanda mineral taneciklerinin boyutu gibi faktörlerden de etkilenebilmesidir.
Merkür’ün yüzeyini detaylı bir şekilde incelemenin zorluklarından biri, gezegende hiçbir uzay aracının iniş yapmamış olmasıdır. Hiçbir örnek alınmamıştır. Bunun nedeni, Merkür’ün yüzeyi çok sıcak olması ve aynı zamanda küçük bir gezegen olmasıdır. Bu da bir uzay aracının inmesi için büyük miktarda yakıt gerektirmektedir. Aslında, bir uzay aracının Merkür’e inmesi için gereken enerji, Plüton’a gitmekten daha fazladır.
Bu araştırma, gelecekteki bir görevin planlanması açısından da önemlidir. Kasım ayında ESA/JAXA tarafından ortaklaşa yürütülen BepiColombo görevi Merkür yörüngesine girecektir. BepiColombo’nun MERTIS (Mercury Radiometer and Thermal Infrared Spectrometer) adlı aracı, gezegenin yüzeyini inceleyecektir. Bu araç, Merkür’ün kompozisyonunu, mineralojisini ve termal profilini orta ila uzak kızılötesi dalga boylarında inceleyecektir. MERTIS’in sağlayacağı veriler, mevcut verilere göre daha doğru ve yüksek çözünürlüklü olacaktır.
“Çalışmamız, BepiColombo’nun sağlayacağı verilerden en doğru şekilde yararlanarak Merkür yüzeyindeki silisyum dioksit içeriği hakkında mümkün olan en doğru bilgiyi elde etmek için bir temel oluşturmaktadır,” diyor Renggli.
