Komşu gezegenimiz Mars’ın yüzeyi, yörüngedeki uzay sondaları ile yapılan keşifler sayesinde neredeyse her detayıyla biliniyor. Bununla birlikte, gezegenin içeride nasıl yapılandırıldığı ancak dolaylı olarak elde edilebilir veya bilgisayar modelleriyle simüle edilebilir. NASA’nın InSight misyonu tarafından kaydedilen ve Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nin (DLR) katılımıyla değerlendirilen deprem dalgaları şimdi yeni bilgiler veriyor: kızıl gezegenin çekirdeği daha önce tahmin edilenden daha büyük ve üzerindeki manto, gezegeninkine benzer bir yapıya sahip. üst manto dünyaya benzer. Ne de olsa, gezegendeki en dıştaki kaya tabakası olan kabuk, daha önce düşünülenden daha az kalın. Fransız yönetimi altında geliştirilen Mars sismometresi SEIS, iki yıldan fazla bir süredir bu jeolojik bilmecenin verilerini topladı. Sonuçlar bugün Science dergisinde yayınlandı.
Berlin’deki DLR Gezegen Araştırmaları Enstitüsü’nde jeofizikçi olarak değerlendirmeye katılan Dr Martin Knapmeyer, buluştan memnun: “Mars’ın yapısına ilişkin modeller neredeyse yüz yıldır var, ancak boyutları yerkabuğu ve çekirdek konusunda on yıllardır çok az ilerleme kaydedildi. Yalnızca sismoloji bu miktarları doğrudan ölçebilir. Önceden, diğer gözlemlerden tahmin edilmesi gerekiyordu.”
Yine DLR Gezegen Araştırmaları Enstitüsü’nden Dr. Ana-Catalina Plesa, “Ölçümlerimize göre, Mars’ın çekirdeğinin çapı yaklaşık 3.700 kilometredir” diye açıklıyor. Üç çalışmadan ikisinde çalışan bilim adamı, “Bu, dünyanın çekirdeğinin çapının yaklaşık yarısı ve önceki tüm tahminlerin ortaya koyduğu boyut aralığının üst sınırına daha yakın” diye açıklıyor. 6.770 km’de Mars, Dünya’nın yaklaşık yarısı çapındadır.
Plesa, “Daha büyük bir çekirdek aynı zamanda yoğunluğunun varsaydığımızdan daha düşük olması gerektiği anlamına gelir” diye açıklıyor. “Düşük yoğunluk, demir-nikel eriyiğinin kükürt, karbon, oksijen ve hatta belki de hidrojen gibi daha büyük oranda daha hafif elementler içerdiğini gösteriyor.” Araştırmacılar, çekirdeğin yeni belirlenen yoğunluğunu santimetreküp başına yaklaşık altı gram olarak belirlediler. Dünyanın çekirdeğinin yoğunluğu, santimetreküp başına 9 ila 13 gramla önemli ölçüde daha yüksektir. Ayrıca sismogramların analizi, Mars’ın çekirdeğinin en azından dış bölgesinde erimiş olması gerektiğini gösteriyor. Dr. ETH Zürih’ten Simon Stähler liderliğindeki çekirdek araştırması, böylece, çekirdeğin boyutunu tam olarak belirleyemeyen uydu jeodezisinden önceki ölçümleri doğruluyor.
Dünya gibi, Mars da kabuk yapısına sahip bir gezegendir.
Dünyanın kabuklardan oluştuğunu biliyoruz: ince, hafif, kırılgan bir kaya kabuğunu, devrilme hareketleri kıtasal levhaları dünya çapında hareket ettiren, ağır, plastik olarak deforme olabilen kayadan oluşan kalın bir örtü takip eder. Bunun altında, çoğunlukla demir ve nikelden oluşan Dünya’nın çekirdeği var. Ay, Merkür, Venüs ve Mars gibi iç güneş sisteminin diğer dünya benzeri cisimleri için de benzer bir yapı varsayılır. NASA’nın InSight görevinin temel bilimsel hedeflerinden biri, gezegenin kabuk yapısını incelemektir. InSight, Kasım 2018 itibarıyla Mars ekvatorunun yakınındaki Elysium Planitia bölgesinde yer alan bir jeofizik istasyonudur. InSight’tan alınan sismik verilerle, artık tek tek katmanların mutlak kalınlıkları ölçülebilir ve olası kimyasal bileşimler sınırlandırılabilir.
Kabuk kalınlığı varsayılandan daha az
Köln Üniversitesi’ndeki Bensberg deprem istasyonundan Dr. Brigitte Knapmeyer-Endrun, “Mars’ın kabuğu ve kabuk ile çekirdek arasındaki manto için de ilginç yeni bulgular var” diyor. Plesa ve Knapmeyer’in de dahil olduğu Mars’ın kalınlığı. 2018 gibi yakın bir tarihte, InSight görevinin iniş alanı için 19 ila 90 kilometre arasında bir kabuk kalınlığı tahmin ediliyordu. Knapmeyer-Endrun artık bunu sınırlayabilir: “Veriler yalnızca iki olasılığa izin veriyor: Ya InSight iniş sahasındaki kabuk kalınlığı yaklaşık 20 kilometre ya da neredeyse 40 kilometre, ki bu da ek bir zayıf sinyalle gösteriliyor.”
Mars’ın yerçekimi alanının ve topografyasının küresel haritaları, InSight iniş sahasındaki bu nokta ölçümünün tüm gezegene genelleştirilmesine izin verir. Bu da Mars kabuğunun ortalama kalınlığının 24 ile 72 kilometre arasında olduğunu gösteriyor. Sonucun önemini sınıflandıran Martin Knapmeyer, “Mars araştırması, küresel haritaları kalibre etmek için onlarca yıldır bir ‘çıpa noktası’ bekliyordu” diyor. Kabuk kalınlığı için minimum ve maksimum değer arasındaki geniş aralık, gezegenin iç kısmındaki radyoaktif elementlerin dağılımı ile ilgilidir; Daha kalın kabuk, yüzeyde gözlemlenen radyoaktif elementlerin bolluğu ile daha tutarlıdır, oysa daha ince kabuk, derinlikte bu tür elementlerin daha fazla konsantrasyonuna sahip olmalıdır. Ana-Catalina Plesa, “InSight verilerine dayalı olarak kabuk kalınlığını belirlemek, yalnızca Mars’ın bugün neye benzediğini anlamamıza yardımcı olmakla kalmıyor, aynı zamanda bize termal evrimi hakkında önemli bilgiler sağlıyor” diyor.
Mars Mantosu ‘Dünya’nın mantosunun basit versiyonu’
Bridgmanit mineralinin oluşumu için gereken basınç, Dünya’nın mantosunda yaklaşık 700 kilometre derinlikten itibaren hakimdir. Bridgmanit bir silikat magnezyum oksittir (MgSiO3) perovskitlerin mineral ailesinden. Bu tür perovskitler, dünya mantosunun beşte dördünü oluşturur ve yalnızca aşırı yüksek basınç altında oluşur. Yeni ölçümler artık bu basınca yalnızca Mars’ın demir çekirdeğinde ulaşıldığını ve dolayısıyla Mars’ın tüm mantosunun olivin ((Mg,Fe) minerali ile kaplı olduğunu gösteriyor.2SiO4) üst mantoya benzer şekilde hakim olmalıdır.
Berlin’deki DLR Gezegen Araştırmaları Enstitüsü’nde jeofizikçi olarak değerlendirmeye katılan Dr Martin Knapmeyer, buluştan memnun: “Mars’ın yapısına ilişkin modeller neredeyse yüz yıldır var, ancak boyutları yerkabuğu ve çekirdek konusunda on yıllardır çok az ilerleme kaydedildi. Yalnızca sismoloji bu miktarları doğrudan ölçebilir. Önceden, diğer gözlemlerden tahmin edilmesi gerekiyordu.”
Yine DLR Gezegen Araştırmaları Enstitüsü’nden Dr. Ana-Catalina Plesa, “Ölçümlerimize göre, Mars’ın çekirdeğinin çapı yaklaşık 3.700 kilometredir” diye açıklıyor. Üç çalışmadan ikisinde çalışan bilim adamı, “Bu, dünyanın çekirdeğinin çapının yaklaşık yarısı ve önceki tüm tahminlerin ortaya koyduğu boyut aralığının üst sınırına daha yakın” diye açıklıyor. 6.770 km’de Mars, Dünya’nın yaklaşık yarısı çapındadır.
Plesa, “Daha büyük bir çekirdek aynı zamanda yoğunluğunun varsaydığımızdan daha düşük olması gerektiği anlamına gelir” diye açıklıyor. “Düşük yoğunluk, demir-nikel eriyiğinin kükürt, karbon, oksijen ve hatta belki de hidrojen gibi daha büyük oranda daha hafif elementler içerdiğini gösteriyor.” Araştırmacılar, çekirdeğin yeni belirlenen yoğunluğunu santimetreküp başına yaklaşık altı gram olarak belirlediler. Dünyanın çekirdeğinin yoğunluğu, santimetreküp başına 9 ila 13 gramla önemli ölçüde daha yüksektir. Ayrıca sismogramların analizi, Mars’ın çekirdeğinin en azından dış bölgesinde erimiş olması gerektiğini gösteriyor. Dr. ETH Zürih’ten Simon Stähler liderliğindeki çekirdek araştırması, böylece, çekirdeğin boyutunu tam olarak belirleyemeyen uydu jeodezisinden önceki ölçümleri doğruluyor.
Dünya gibi, Mars da kabuk yapısına sahip bir gezegendir.
Dünyanın kabuklardan oluştuğunu biliyoruz: ince, hafif, kırılgan bir kaya kabuğunu, devrilme hareketleri kıtasal levhaları dünya çapında hareket ettiren, ağır, plastik olarak deforme olabilen kayadan oluşan kalın bir örtü takip eder. Bunun altında, çoğunlukla demir ve nikelden oluşan Dünya’nın çekirdeği var. Ay, Merkür, Venüs ve Mars gibi iç güneş sisteminin diğer dünya benzeri cisimleri için de benzer bir yapı varsayılır. NASA’nın InSight görevinin temel bilimsel hedeflerinden biri, gezegenin kabuk yapısını incelemektir. InSight, Kasım 2018 itibarıyla Mars ekvatorunun yakınındaki Elysium Planitia bölgesinde yer alan bir jeofizik istasyonudur. InSight’tan alınan sismik verilerle, artık tek tek katmanların mutlak kalınlıkları ölçülebilir ve olası kimyasal bileşimler sınırlandırılabilir.
Kabuk kalınlığı varsayılandan daha az
Köln Üniversitesi’ndeki Bensberg deprem istasyonundan Dr. Brigitte Knapmeyer-Endrun, “Mars’ın kabuğu ve kabuk ile çekirdek arasındaki manto için de ilginç yeni bulgular var” diyor. Plesa ve Knapmeyer’in de dahil olduğu Mars’ın kalınlığı. 2018 gibi yakın bir tarihte, InSight görevinin iniş alanı için 19 ila 90 kilometre arasında bir kabuk kalınlığı tahmin ediliyordu. Knapmeyer-Endrun artık bunu sınırlayabilir: “Veriler yalnızca iki olasılığa izin veriyor: Ya InSight iniş sahasındaki kabuk kalınlığı yaklaşık 20 kilometre ya da neredeyse 40 kilometre, ki bu da ek bir zayıf sinyalle gösteriliyor.”
Mars’ın yerçekimi alanının ve topografyasının küresel haritaları, InSight iniş sahasındaki bu nokta ölçümünün tüm gezegene genelleştirilmesine izin verir. Bu da Mars kabuğunun ortalama kalınlığının 24 ile 72 kilometre arasında olduğunu gösteriyor. Sonucun önemini sınıflandıran Martin Knapmeyer, “Mars araştırması, küresel haritaları kalibre etmek için onlarca yıldır bir ‘çıpa noktası’ bekliyordu” diyor. Kabuk kalınlığı için minimum ve maksimum değer arasındaki geniş aralık, gezegenin iç kısmındaki radyoaktif elementlerin dağılımı ile ilgilidir; Daha kalın kabuk, yüzeyde gözlemlenen radyoaktif elementlerin bolluğu ile daha tutarlıdır, oysa daha ince kabuk, derinlikte bu tür elementlerin daha fazla konsantrasyonuna sahip olmalıdır. Ana-Catalina Plesa, “InSight verilerine dayalı olarak kabuk kalınlığını belirlemek, yalnızca Mars’ın bugün neye benzediğini anlamamıza yardımcı olmakla kalmıyor, aynı zamanda bize termal evrimi hakkında önemli bilgiler sağlıyor” diyor.
Mars Mantosu ‘Dünya’nın mantosunun basit versiyonu’
Bridgmanit mineralinin oluşumu için gereken basınç, Dünya’nın mantosunda yaklaşık 700 kilometre derinlikten itibaren hakimdir. Bridgmanit bir silikat magnezyum oksittir (MgSiO3) perovskitlerin mineral ailesinden. Bu tür perovskitler, dünya mantosunun beşte dördünü oluşturur ve yalnızca aşırı yüksek basınç altında oluşur. Yeni ölçümler artık bu basınca yalnızca Mars’ın demir çekirdeğinde ulaşıldığını ve dolayısıyla Mars’ın tüm mantosunun olivin ((Mg,Fe) minerali ile kaplı olduğunu gösteriyor.2SiO4) üst mantoya benzer şekilde hakim olmalıdır.
Marsquake dalgaları katman sınırlarını gösteriyor InSight bilim adamları, depremler sırasında meydana gelen çeşitli sismik dalgaları analiz ederek yeni sonuçlara ulaştı. Mars depremleri, tıpkı depremler gibi, tarihsel nedenlerle “P” ve “S” dalgaları olarak adlandırılan dalgalar şeklinde enerji salar. P dalgaları, havadaki ses dalgaları gibi basınç dalgalarıdır. S dalgalarında ise titreşim bir gitar teli gibi yayılma yönüne dik olarak gerçekleşir. P dalgaları daha hızlı hareket ettiğinden, ikisinin gelişi arasındaki mesafe, depremin merkez üssüne olan mesafeyi hesaplamak için kullanılabilir. Sismik dalgalar gezegeni boydan boya kateder ve iç kısımda çeşitli katman sınırlarında yansıtılır ve kırılır. InSight misyonunun sismometresi, 2019’un başından bu yana 700’den fazla deprem tespit etti. Ocaktan doğrudan istasyona akan P ve S dalgaları bariz. Bununla birlikte, iç yapıyı incelemek için araştırmacıların başka sinyallere ihtiyacı var: sıvı bir çekirdek S dalgalarına karşı geçirimsiz olduğundan, sınırdan çekirdeğe özellikle güçlü yansıyan yankılar vardır. Kabuğun kalınlığı, yalnızca katı cisimlerde meydana gelen bir etki kullanılarak belirlenebilir: Kabuk ve manto arasındaki gibi iki tür kaya arasındaki sınırda, P dalgalarının S dalgalarına kısmi bir dönüşümü vardır, yani sismometre, kabuk ne kadar kalınsa birbirinden uzak olan iki sinyalin geldiğini gösterir. |