Mars gezegeninin kumullarında her bahar mevsiminde ortaya çıkan, şeritler halinde uzanan ve bilim insanlarını uzun süre meşgul eden gizemli oyukların nedeni nihayet aydınlatıldı.
Yapılan yeni deneyler, bu belirgin oyukların, kuru buzun (karbondioksit buzu) ani bir şekilde gaz haline geçerek (süblimleşerek) eğimli arazilerde aşağı doğru ilerlemesi ve bu süreçte kumları fırlatmasıyla oluştuğunu gösteriyor. Bu keşif, Mars'taki bu esrarengiz şekillerin oluşumuna dair tüm merak edilenleri yanıtlıyor.
Bu süreci Dünya'dan bir bilim insanı, Mars'ın kum tepelerindeki bu oluşumları izlerken bilim kurgu filmi Dune'daki kum kurtlarını andırdığını belirtiyor.
Daha önce de Mars'taki bazı ilginç oluşumların (örneğin 'örümcekler' olarak bilinen kraterler) açıklamaları yapılmıştı.
Mars'ın kumullarında görülen bu girintili çıkıntılı yollar, ilk kez 1999 yılında fark edildiğinden bu yana bilim insanlarının kafasını karıştırıyordu. Başlangıçta, bu yapıların mevsimsel su akışlarıyla oluştuğu düşünülüyordu. Ancak günümüzde Mars yüzeyinde sıvı suya dair herhangi bir kanıt bulunmuyor ve yakın gelecekte de böyle bir kanıtın ortaya çıkması beklenmiyor.
Bununla birlikte, 2013 yılında bilim insanları alternatif bir açıklama sundu: Bu oyuklar, karbondioksit buzunun (kuru buz) süblimleşmesi sırasında kum tepelerinden aşağı kayarak oluşmuş olabilir.
İlk deneyler bu mekanizmanın olası olduğunu gösterse de, testler Mars'taki oyuklarda gözlemlenen tüm özelliklere, özellikle de yılan gibi kıvrımlı yapıya tam olarak uymuyordu.
Konuyu derinlemesine araştıran bir ekip, Mars koşullarını simüle eden özel bir ortamda daha önce de CO2'nin dik yamaçlardan kütle çıkışlarını nasıl tetiklediğini göstermişti.
Oyukların oluşumu sorununa çözüm bulmak için araştırmacılar, bu özel simülasyon odasını tekrar kullandılar.
Ekip, Mars'ın ince ve soğuk atmosferini taklit edecek şekilde cihazları ayarlayarak, farklı eğimlere ve kum tanesi boyutlarına sahip kum yamaçlarına kuru buz blokları bıraktı ve yüksek hızlı kameralarla sonuçları kaydetti.
Sonuçlar, 25 dereceden daha dik yamaçlarda buzun bir gaz yastığı üzerinde kayarak belirsiz bir iz bıraktığını gösterdi. Ancak eğimin daha yumuşak olduğu, 22.5 derecenin altında olduğu durumlarda, buzun kuma kısmen gömüldüğü gözlemlendi.
Kuru buz kuma gömüldüğünde, süblimleşme süreci kumu balistik olarak dışarı attı ve bu da Mars'taki oyuklarda gözlemlenen özelliklerin aynısını ortaya çıkardı.
Özellikle, daha önce Dünya'da hiç tekrarlanamayan bu özellikler arasında yılan benzeri kıvrımlılık, belirgin ve yüksek setler ve izin sonunda küçük bir cep yer alıyordu.
Araştırmacılar, farklı eğimlerdeki kum yamaçlarını simüle ederek çeşitli denemeler yaptıklarını ve bir karbondioksit buz bloğunu yamaçtan serbest bıraktıklarında ne olduğunu gözlemlediklerini anlattılar. Doğru eğimi bulduklarında, CO2 buz bloğunun yamaçta bir köstebek gibi veya Dune filmindeki kum kurtları gibi aşağı doğru hareket ederek kazmaya başladığını gördüler. Bu durumun çok tuhaf göründüğünü belirttiler.
Kuru buz yarı saydamdır, bu da optik ve kızılötesi radyasyonun sadece yüzeyinden yansımakla kalmayıp içine nüfuz edebildiği anlamına gelir. Ancak buzun altındaki kum veya kaya daha koyudur, bu da ona ulaşan radyasyonun daha fazlasını emerek termal (kızılötesi) radyasyon olarak yeniden yaydığı anlamına gelir. Bu ısı enerjisi, üzerindeki buz bloğu tarafından dışarı kaçamaz. Buzun alt yüzeyi ısındıkça, süblimleşme adı verilen bir süreçle doğrudan gaza dönüşür. Başka gidecek yeri olmayan bu gaz, dışarı fışkırana kadar birikir ve çevresindeki kumu önemli bir güçle dışarı savurur.
Deneysel gözlemlerinin, Mars'taki gözlemlenen oyukları yeniden üretecek şekilde ölçeklendirilebileceğini test etmek için araştırmacılar, daha büyük buz blokları ve Mars'ın yerçekimini hesaba katan simülasyonlar gerçekleştirdiler. Sonuçlar, bir metre kalınlığa kadar olan süblimleşen buz bloklarının, kızıl gezegende kumları 13 metreye kadar fırlatabildiğini ve gözlemlenen oyukları kolayca yeniden üretebildiğini gösterdi. Sonuçlar, bu oyukların neden yalnızca ince taneli yamaçlarda bulunabildiğini bile açıklıyor: çünkü bu mekanizma yalnızca bu koşullarda çalışıyor.
Mars atmosferi CO2 açısından zengindir; kışın, orta enlem kumul alanları üzerinde 70 santimetreye kadar buz kalınlığı oluşturabilir. Bahar aylarında bu buz ısınmaya ve süblimleşmeye başlar. Bu buzun son kalıntıları kumul tepelerinin gölgeli tarafında bulunur ve sıcaklık yeterince yükseldiğinde bloklar buradan kopar. Bloklar yamaçtan aşağı indiğinde ve durduğunda, buz süblimleşmeye devam eder ve tüm CO2 buharlaşana kadar sürer. Geride kum tepesinin dibinde kumda bir boşluk kalır.
Araştırmacılar şimdi daha büyük buz blokları ve farklı kum türleriyle deneyler yaparak parametreleri değiştirdiklerinde ne olacağını görmek istiyorlar.
Mars, Güneş Sistemi'ndeki 'yeşil bölgeye' yakın tek kayalık gezegenimizdir. Bu bölge, sıvı suyun varlığına imkan tanıyacak kadar Güneş'ten uzaktır ve yaşam için bir ön koşuldur. Dolayısıyla, yaşamın kökeni ve olası dünya dışı yaşamla ilgili sorular burada çözülebilir. Ayrıca, diğer gezegenlerin arazi yapı oluşumlarını araştırmak, Dünya'ya dair düşünce çerçevelerimizin dışına çıkmanın bir yoludur. Bu, biraz daha farklı sorular sormayı mümkün kılar, bu da gezegenimizdeki süreçler için yeni anlayışlar getirebilir.
Bu araştırma Geophysical Research Letters dergisinde yayımlanmıştır.
