Mars’a çarpan iki göktaşını kaydeden NASA’nın InSight uzay aracının elde ettiği veriler, Mars yerkabuğunun yapısı hakkında yeni bilgiler sağlıyor. Daha önce araştırmacılar, dalgaları bir depremin dış merkezinden gezegenin iç kısmına doğru yayılan birçok deprem gözlemlemişlerdi. O zamandan beri, gezegenin yüzeyinde dolaşan dalgalar oluşturacak bir olay ile karşılaşmayı umuyorlardı.
24 Aralık 2021’de bekledikleri olay gerçekleşti. InSight’a yaklaşık 3500 kilometre uzaklıkta bir göktaşı Mars’a çarptı. Bu çarpma olayı, çapı 100 metreden fazla bir krater oluşturarak beklenilen yüzey dalgalarını yarattı. Araştırmacılar ayrıca, ikinci bir şok kaynağı olarak InSight’tan 7500 kilometrenin biraz altında bir mesafede bir göktaşı çarpması tespit ettiler. Köln Üniversitesi Jeoloji ve Meteoroloji Enstitüsünden Dr. Brigitte Knapmeyer-Endrun ve Sebastian Carrasco, bu iki olayın sağladığı verilerin değerlendirmesinde yer aldı. Sonuçlar Science dergisinde yayımlandı.
Yüzey dalgaları, Mars yerkabuğu hakkında bilgi sağlamaları bakımından araştırmacılar için önemlidir. Depremler esnasında gezegenin içinde gezen cisim dalgaları, şimdiye kadar Mars’ın çekirdeği, mantosu ve yerkabuğu hakkında bilim insanlarına içgörü sağladı. Bununla birlikte yerkabuğu, Dünya’da da olduğu gibi, en çok heterojenliğin beklendiği yerdir ve şimdiye kadar gezegendeki sadece bir konum için veriler toplanabildi. ETH Zürih Jeofizik Enstitüsü’nde görevli ve çalışmanın başyazarı Dr. Doyeon Kim şunları söylüyor:
Bugüne kadar Mars yerkabuğu hakkındaki bilgimiz, InSight uzay aracı altındaki tek bir nokta ölçümüne dayanıyordu.
Yüzey dalgası analizinin sonucu jeofizikçiyi şaşırttı. Çarpma alanları ile InSight’ın sismometresi arasında Mars yerkabuğu, ortalama olarak, çok düzgün bir yapıya ve yüksek bir yoğunluğa sahipti. Öte yandan iniş yapan uzay aracının tam altında, araştırmacılar daha önce üç kat kabuk tespit etmiş ve yoğunluğu daha düşük ölçmüşlerdi. Özellikle yeni verilerde, InSight altında yaklaşık 10 km kalınlığında olan, düşük sismik hızlar ve düşük yoğunluk ile karakterize edilen yüzeye yakın tabakaya dair herhangi bir iz yoktu.
Çarpma olayları, yörüngeden çekilen fotoğraflarda görülebilen çok belirgin kraterler bırakmıştı. Dolayısıyla araştırmacılar, InSight tarafından toplanan sismik verilerin uzak çarpma olaylarından geldiğini ilk kez doğru bir şekilde tespit edebildiler. Yörüngeden hızla arka arkaya çekilen fotoğraflar ayrıca, kraterlerin ne zaman oluştuğuna yönelik iyi zamansal kısıtlamalar sağladı. Bu, sismik sinyallerin kaydedildiği zamanlarla tam olarak eşleşiyordu.
Çalışma, Dünya’da meydana gelmeyen çarpma olaylarını belgelemek için ilk kez bu farklı yöntemleri (sismik ve fotoğrafik) uyguladı. Göktaşı çarpmalarının gezegenin yüzeyinde meydana gelmesi, yüzey dalgalarının neden hala gözlemlenmediğini açıklayabilir. Daha derinlerde gerçekleşen Mars depremleri (İng: “Marsquake“) gibi sismik dalga kaynakları, bu dalgaları tetiklememiş olabilir. Belirli sismik olayların çarpmalar olduğunu bilmek, InSight’ın topladığı verilerdeki göktaşı çarpmalarını daha iyi tanımlayıp sınıflandırma ve bunları modeller için kullanma konusunda araştırmacılara yardımcı olacak. Dr. Brigitte Knapmeyer-Endrun şöyle açıklıyor:
Yeni bulgular oldukça ilginç, çünkü bir gezegenin yerkabuğu gök cisminin oluşumu ve evrimi hakkında önemli ipuçları verir. Bu, mantodaki ilk dinamik süreçlerin ve onları takip eden magmatik süreçlerin bir sonucudur. Bu nedenle, milyarlarca yıl önceki koşullar ve Mars’ın ilk günlerinde sık görülen çarpma olaylarının geçmişi hakkında bilgi sağlayabilir.
Yüzey dalgalarının yayılma hızı, frekanslarına bağlıdır. Sismik verilerde hızın farklı frekanslarda nasıl değiştiğini ölçmek, bilim insanlarının hızın derinliğe göre nasıl değiştiğini yorumlamasına olanak tanır. Bunun sebebi, daha düşük frekansların daha büyük derinliklere duyarlı olmasıdır. Bu da kayanın ortalama yoğunluğunu tahmin etmek için kullanılabilir çünkü sismik hız aynı zamanda dalgaların içinden geçtiği maddenin elastik özelliklerine bağlıdır. Bu, araştırmacıların yerkabuğunun yapısını gezegen yüzeyinin yaklaşık 5 ila 30 kilometre altındaki bir derinlikte tespit etmesini sağladı.
InSight uzay aracı altında daha önce yapılan nokta ölçümüne dayanarak ekip, gözlemlenen yüzey dalgalarının ortalama hızının neden beklediklerinden çok daha yüksek olduğunu anlamak istedi. Bu, yüzey kaya bileşimindeki veya diğer mekanizmalardaki bir farklılıktan mı kaynaklanmaktaydı? Volkanik kayaçlar daha yüksek sismik hızlara sahip olmaya meyillidirler. İki göktaşı çarpması ile ölçüm alanı arasındaki yollar, Mars’ın kuzey yarımküresindeki en büyük bölgelerin birinden geçiyor.
Yüzey lavlarının oluşumu veya volkanik süreçlere bağlı olarak ısınmayla gözenek boşluklarının kapanması gibi çeşitli mekanizmalar, sismik dalgaların hızını arttırabilir. Kim şöyle açıklıyor:
Öte yandan, üç milyar yıldan daha uzun bir süre önce büyük bir asteroit çarpması esnasında maddenin dışarı çıkması gibi, InSight iniş alanının altındaki kabuğun yapısı da özel bir şekilde oluşmuş olabilir. Eğer öyleyse, aracın altındaki yapı büyük ihtimalle Mars’ın genel yerkabuğu yapısını temsil etmiyor.
Kaynak: Evrim Ağacı
