Güneş sistemi zorlu bir yerdir. Bize hayat veren Güneşimiz aynı zamanda hayatımızı da elimizden alabilir. Eğer manyetik alanımızın koruyucu etkisi olmasaydı dünyamızda güvende olamazdık. Sonuçta güneş muazzam miktarda radyasyon üretir. Manyetik alan olmadan, güneş rüzgarları atmosferimizi yok eder ve sonrasında okyanuslar buharlaşıp uzayda kaybolur. Başka bir deyişle, Dünya’nın sonu da Mars gibi olur.
Dünya, güneş sistemimizde güçlü bir manyetik alana sahip olan tek kayalık gezegendir. Bu nedenle günümüzde Mars ve Dünya birbirinden bu kadar farklıdır. Ancak milyarlarca yıl önce Mars’ın da güçlü bir manyetik alanı vardı. Peki ne oldu? Sonucunda Dünya, Mars ve tüm komşu gezegenlerimizin aynı kozmik maddeden doğduğunu biliyoruz. Bu nedenle, bu sorunun cevabını öğrenmek kendi uzak geçmişimize ve geleceğimize ışık tutacak bir cevap olacaktır.
Mars manyetik alanını ve okyanuslarını nasıl kaybetti?
Mars bugün soğuk ve kuru bir gezegendir. Ayrıca atmosferi suyun sıvı olarak kalması için çok incedir. Ancak jeolojik kanıtlar, antik Mars yüzeyinde sıvı suyun bol olduğunu gösteriyor. Bunun nedeni Mars’ın bir zamanlar kısmen Dünyanınkine benzer koruyucu bir manyetik alana sahip olmasıydı. Fakat manyetik alan kayboldu. Tokyo Üniversitesi’nden Shunpei Yokoo liderliğindeki bir ekip geçtiğimiz günlerde yaptıkları deneyler sonucunda bize bunun nasıl gerçekleştiğini açıklamaya çalıştı.
Bunun için araştırmacılar, milyarlarca yıl önce Mars’ın çekirdeğinde olması beklenen koşulları Dünya’daki bir laboratuvarda yeniden yarattı. Öncelikle Mars’ın çekirdeğinde bulunduğuna inanılan demir, kükürt ve hidrojen karışımını kullanarak bir malzeme yaptı. Ekip daha sonra bu demir, kükürt ve hidrojen karışımını iki elmas arasına yerleştirdi. Ardında da bir lazerle ısıtarak kayalık bir gezegenin çekirdeğinde bulunan yüksek sıcaklıkları ve basınçları simüle etti.
X-ışını ve elektron ışınlarıyla yapılan numune gözlemleri, ekibin basınç altında erime sırasında neler olup bittiğini görüntülemesine ve hatta bu süre zarfında numunenin bileşiminin nasıl değiştiğinin haritalanmasına izin verdi. Bunun sonucunda malzeme, biri demir ve kükürt, diğeri demir ve hidrojen olmak üzere iki farklı sıvıya ayrıldı. Hidrojen içeren sıvı daha az yoğun olduğu için yukarı çıktı. Ve sıvılar ayrıldıkça konvektif akımlar oluştu.
Bu akımlar, Dünya’dakilere benzer şekilde, Mars çevresindeki bir atmosferde hidrojeni muhafaza edebilen bir manyetik alanı harekete geçirecek ve bu da, suyun bir sıvı olarak var olmasına izin verecekti. Ancak bu tür akımlar kısa ömürlüdür. İki sıvı tamamen ayrılır ayrılmaz akımlar duracaktır. Sonrasında da manyetik alan kaybolur. Ve bu olduğunda, atmosferdeki hidrojen güneş rüzgarı tarafından uzaya itilir. Bu da su buharının parçalanmasına ve sonunda okyanusların buharlaşmasına yol açar. Anlaşılan bunların hepsi yaklaşık 4 milyar yıl önce Mars gezegeninde gerçekleşmişti.
Dünya’nın Manyetik Alanı Bir Gün Mars Manyetik Alanı Gibi Yok Olacak mı?
Bu yazının sonucunda Dünya’nın da bir gün manyetik alanını da kaybedeceğini ve de sonunun Mars’a benzeyeceğini düşünüyor olmanız olasıdır. Ancak hemen korkmayın. Ekibin de belirttiği gibi bu en az bir milyar yıl boyunca olmayacak.
Demir-kükürt ve demir-hidrojen sıvılarının bu ayrımı Dünya’da da görülmektedir. Ancak Mars ile Dünya arasında önemli bir fark vardır. Bu da sıcaklıktır. Dünya’nın çekirdeğinin sıcaklığı Mars’ın çekirdeğinden çok daha fazladır. Bu yüksek sıcaklıklarda demir-kükürt ve demir-hidrojen sıvıları birbirine karışır. Yani uzun bir süre endişelenmemize gerek yoktur.
Ancak bu sonuçların, yaşanabilir ötegezegen arayışında etkileri vardır. Rutin olarak, bir güneş dışı gezegenin yaşama ev sahipliği yapıp yapamayacağını belirlemenin temel ölçütü, sıvı suyun yüzeyde var olmasıdır. Ama belki de güçlü bir manyetik alan, gezegenin suyuna tutunup tutunamayacağını belirlemek için başka bir anahtar ölçü olmalıdır. Bu çalışmada ayrıca, gezegenlerin zararlı radyasyonları engellemek için koruyucu bir manyetik alana ihtiyaç duyduğu da doğrulanmış oldu.
Kaynaklar ve ileri okumalar
- How Mars lost its oceans; Yayınlanma tarihi: 8 Şubat 2022; Bağlantı: https://www.sciencedaily.com/
- Why Did Mars Lose All Its Water And Become Barren? yayınlanma tarihi: 8 Temmuz 2022; Bağlantı: https://www.scienceabc.com/
- How Mars lost its magnetic field — and then its oceans; yayınlanma tarihi: 26 Şubat 2022; Bağlantı: https://bigthink.com/
Dip Not:
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
