Mars yüzeyinin neden kabuklu olduğu ortaya çıktı

Mars keşif aracı InSight, Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) tarafından geliştirilen HP3 “Mars Köstebeği” ile yüzeyden derinliklere ısı akışını ölçtü. Kızıl Gezegen'in yer altı sıcaklık ve yoğunluk özellikleri araştırılırken, toprak sertleşmesi sonucunda oluşan kabukların sıcaklıktan dolayı ortaya çıktığı kaydedildi.


NASA'nın Sismik Araştırmalar, Jeodezi ve Isı Taşınımını Kullanarak İç Keşif (InSight) misyonu 26 Kasım 2018'de Mars'a iniş yaptı. Bu Mars'ın keşfinde önemli bir dönüm noktasıydı çünkü ilk kez bir araştırma istasyonu gezegenin içini araştırmak üzere yüzeye konuşlandırılmıştı. InSight'ın bunu yapmak için kullanacağı en önemli araçlardan biri Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) tarafından geliştirilen Isı Akışı ve Fiziksel Özellikler Paketi (HP3) idi. Mars Köstebeği olarak da bilinen bu araç dört yıl boyunca gezegenin derinliklerinden gelen ısı akışını ölçtü. HP3, Mars'ın iç kısımlarındaki ısıyı algılamak için yüzeyin beş metre derinliğine kadar kazmak üzere tasarlanmıştı.

Uzay aracı, yüzeyin altındaki günlük ve mevsimsel dalgalanmalar hakkında önemli veriler topladı. Bu verilerin Alman Havacılık ve Uzay Merkezi'nden (DLR) bir ekip tarafından analiz edilmesi, Mars toprağının neden bu kadar "kabuklu" olduğuna dair yeni bilgiler ortaya çıkardı. Bulgulara göre, Mars yüzeyinin en üst kısmındaki sıcaklıklar, toprağı sertleştiren kabukların oluşmasına yol açıyor. Analiz, HP3 deneyini denetlemekten sorumlu olan Köln'deki DLR Uzay Operasyonları ve Astronot Eğitim Kurumu'nun Mikro Yerçekimi Kullanıcı Destek Merkezi'nden (MUSC) bir ekip tarafından gerçekleştirildi.

İç kısımdan elde edilen ısı verileri, Mars'ın jeolojik evrimini anlamak ve çekirdek bölgesiyle ilgili teorileri ele almak için büyük önem taşıyor. Şu anda bilim insanları Mars'taki jeolojik faaliyetlerin Hesperian döneminin sonlarında (yaklaşık 3 milyar yıl önce) büyük ölçüde durduğundan şüpheleniyor, ancak bugün hala lavların orada aktığına dair kanıtlar var. Bu durum muhtemelen Mars'ın iç kısmının daha düşük kütlesi ve daha düşük basıncı nedeniyle daha hızlı soğumasından kaynaklanıyor. Bilim insanları bu durumun Mars'ın iç çekirdeği sıvı hale gelirken dış çekirdeğinin katılaşmasına neden olduğu teorisini ortaya atıyor.

DLR ekibi, InSight tarafından elde edilen yeraltı sıcaklıklarını yüzey sıcaklıklarıyla karşılaştırarak, kabuktaki ısı taşıma oranını ve termal iletkenliği ölçmeyi başardı. Bu sayede Mars toprağının yoğunluğu ilk kez tahmin edilebildi. Ekip, toprağın en üstteki 30 cm'lik kısmının yoğunluğunun bazaltik kumla karşılaştırılabilir olduğunu belirledi.

Termal sondanın 40 santimetre uzunluğundaki derinliği boyunca ortalama sıcaklık eksi 56 santigrat dereceydi. Günlük döngüler ve mevsimsel değişimler boyunca sıcaklık eğrisini belgeleyen bu kayıtlar Kızıl Gezegen'de türünün ilk örneğidir. Kabuklaşmış Mars toprağı (diğer adıyla "duricrust") 20 cm derinliğe kadar uzandığından, uzay aracı 40 cm'den biraz daha fazla nüfuz etmeyi başardı.

Bununla birlikte, bu derinlikte elde edilen veriler Mars'taki ısı taşınımına ilişkin değerli bilgiler sağladı. Araştırmacılar, bir Mars günü boyunca yer sıcaklıklarının sadece 5 ila 7 derece dalgalandığını, bunun da yüzeyde gözlemlenen dalgalanmaların çok küçük bir kısmı olduğunu tespit etti. Mevsimsel olarak, yüzeye yakın katmanlarda Mars'taki suyun donma noktasının altında kalırken 13 derece sıcaklık dalgalanması kaydedildi. Bu, Mars toprağının mükemmel bir yalıtkan olduğunu ve sığ derinliklerdeki büyük sıcaklık farklılıklarını önemli ölçüde azalttığını gösteriyor. Bu durum Mars toprağının esneklik, termal iletkenlik, ısı kapasitesi, içindeki malzemenin hareketi ve sismik dalgaların içinden geçme hızı gibi çeşitli fiziksel özelliklerini etkilemektedir.