Mars'ın suyunu kaybetmesinin nedeni: Çalışma, dönme ekseninin göl ve okyanuslarının kaybına neden olmuş olabileceğini öne sürüyor

Mars , basınç ve sıcaklık koşullarının yüzeyinde sıvı suyun bulunmasını engellediği son derece kurak bir gezegendir. Ancak jeolojik ve mineralojik kanıtlar, uzak geçmişte kırmızı gezegenin nehirler, göller ve hatta okyanuslar şeklinde büyük miktarda suya ev sahipliği yaptığını göstermektedir.

Onlarca yıllık araştırmalara rağmen, Mars tarihinin en büyük gizemlerinden biri hâlâ çözülemedi: Tüm o suya ne oldu?

Endülüs Astrofizik Enstitüsü (IAA-CSIC) liderliğindeki yeni bir çalışma, eğikliğin (gezegenin dönüş ekseninin eğimi) zamanla Mars atmosferinden hidrojen ve dolayısıyla su kaybındaki rolünü analiz etti. Çalışma Nature Astronomy dergisinde yayınlandı.

Çalışmaya eş başkanlık eden IAA-CSIC araştırmacısı Gabriella Gilli, "Çalışmayı anlamak için, Mars'ın eğikliğinin tarihi boyunca önemli ölçüde değiştiğini akılda tutmak önemlidir" diyor.

"Kullandığımız üç boyutlu iklim modeli, yüksek eğim dönemlerinde kaçış oranının bugünkünden yaklaşık yirmi kat daha yüksek olabileceğini gösteriyor" diye açıklıyor.

Çalışmanın eş baş yazarı Francisco González-Galindo, "3 ila 4 milyar yıl önce Mars'ta bulunan tüm suyu bir araya getirseydik, 100 metreden daha derin bir küresel okyanusa sahip olurduk." diyor.

Bu suyun bir kısmı bugün hala yüzeyin altında, buz formunda hapsolmuş veya hidratlı minerallere gömülmüş olabilir. Ancak, bir kısmı da "atmosferik kaçış" olarak bilinen bir süreçle uzaya kaybolmuştur. Bu süreçte atomlar ve moleküller gezegenin yerçekimi kuvvetini yenmek ve gezegenler arası ortama kaçmak için yeterli enerjiyi elde eder.

Günümüzdeki hidrojen kaçış hızı, geçmişte var olan muazzam miktardaki suyun kaybını açıklamaya tek başına yeterli değildir. Mars'ın yörüngesi, iklimini önemli ölçüde etkileyen periyodik değişimler yaşar.

En önemlilerinden biri, eğiklik olarak bilinen dönme ekseninin eğimindeki değişimdir. Gilli, "Bu değer şu anda Dünya'nınkine benzer olsa da -yaklaşık 25 derece- Mars'ta son yüz milyonlarca yılda ortalama yaklaşık 35 derece olmak üzere büyük ölçüde dalgalandı," diyor.

Bu değişimlerin gezegenin su döngüsü üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu bilinmesine rağmen, bunların atmosfere kaçış yoluyla su kaybını nasıl etkilediği şimdiye kadar araştırılmamıştı.

Mars'ın eğikliği ile zaman içinde su kaybı arasındaki ilişkiyi inceleyen araştırmada , eksen eğikliğinin yüksek değerlere ulaştığı dönemlerde kutuplara ulaşan güneş ışınlarının arttığı ortaya çıktı.

Bu, su döngüsünü yoğunlaştırdı ve daha sıcak, daha nemli bir atmosfer yarattı. Bu koşullar altında, su buharı atmosferin daha yüksek katmanlarına ulaştı ve burada güneş radyasyonuna karşı daha savunmasız hale geldi ve bu da onu hidrojen ve oksijen atomlarına ayırdı.

Çok hafif olan hidrojen atomları uzaya daha kolay kaçabilir ve böylece gezegenden su kaybına neden olabilir .

Araştırma ekibi, yüksek eğiklik dönemlerinde hidrojen kaybının, yaklaşık 80 metre derinlikteki küresel bir okyanusa eşdeğer miktarda suyun kaybolmasını açıklayabileceğini tahmin ediyor. Bu değer, Mars'ın bir zamanlar sahip olduğu suyun tahminlerinin alt sınırıyla örtüşüyor. Gabriella Gilli, "Dünya ile karşılaştırıldığında mütevazı görünse de, Mars'ta eski suyunun önemli bir bölümünü temsil ediyor, bu yüzden etkisi önemli," yorumunu yapıyor.

Bu çalışmada kullanılan temel araç olan Mars Gezegen İklim Modeli (Mars-PCM ), ilk olarak Paris'teki Laboratoire de Météorologie Dynamique tarafından diğer uluslararası kuruluşlarla işbirliği yapılarak geliştirildi.

Bu çalışma için IAA-CSIC, Mars'ın küresel iklim modeline, aralarında Maven (NASA) ve Mars Express (ESA) misyonlarının da bulunduğu diğer misyonlar tarafından yapılan hidrojen kaçışı gözlemlerinin ilk kez doğru bir şekilde yeniden üretilmesini mümkün kılan yeni bileşikler ve kimyasal reaksiyonlar da dahil olmak üzere temel iyileştirmeleri dahil etti.

Ekip ayrıca Mars ekseninin eğimindeki değişikliklerin uzaya su kaybını nasıl etkilediğini gösteren simülasyonlar da gerçekleştirdi.

Francisco González-Galindo, "Sonuçlarımız, hidrojen kaçışının Mars'ın kuruma sürecinde daha önce düşünülenden daha önemli bir rol oynadığını gösteriyor. Bu, gezegenin tarihi boyunca uzaya ne kadar su kaybettiğini yeniden yapılandırmak için önemli" diyor.

Bu bağlamda, çalışmanın astrobiyolojik çıkarımları da var; çünkü gezegenin eksenindeki eğimdeki değişikliklerin su döngüsünü nasıl yoğunlaştırdığını ve uzayda kaybolmasını nasıl kolaylaştırdığını anlamak , Mars'ın yaşanabilir olabileceği olası dönemlere ilişkin araştırmaları geliştirmemize olanak sağlıyor .

Gilli, "Doğru koşulların ne zaman ve nasıl ortaya çıktığını ve ne zaman ortadan kalktığını bilmek, kızıl gezegenin tarihinde bir noktada yaşamı destekleyip desteklemediğini değerlendirmek için kritik öneme sahip" diye vurguluyor.

Çalışma ayrıca yörünge parametrelerinin bir gezegenin iklimini ne ölçüde değiştirebileceğini de ortaya koyuyor.

González-Galindo, "Dünya'da Ay'ın sağladığı denge sayesinde değişimler hafif olsa da, Mars'ta suyu, atmosferi ve en nihayetinde yaşamı sürdürme potansiyelini etkileyen köklü değişimlere yol açtı" diyor.

Gabriela Gilli, “Gezegensel iklim değişikliğine ilişkin bu uzun vadeli bakış açısı, aynı zamanda yaşanabilirliği mümkün kılan dengelerin kırılganlığına ilişkin değerli içgörüler sunuyor ve gezegenimizi koruma önemini vurguluyor” diyerek sözlerini tamamlıyor.