Mars, soğuk, kurak ve olağanüstü tozlu bir gezegen. Güçlü rüzgar dalgaları, sık sık hortumlar olarak bilinen girdaplar şeklinde tonlarca kızıl tozu havalandırıyor. Bu rüzgarlar aynı zamanda yüzeydeki materyalleri kaldırıp atmosferin çok ince tabakasına üfleyerek gezegeni tozla örtüyor. Bazen bu durum, günler süren toz fırtınalarına yol açıyor.
Araştırmacı Valentin Bickel, Kızıl Gezegen'deki rüzgarların ne kadar şiddetli olabileceğini merak etti. ESA'nın Mars yörüngesindeki Mars Express aracındaki Yüksek Çözünürlüklü Stereo Kamera (HRSC) ve renkli stereo yüzey görüntüleme sistemi CaSSIS'ten elde edilen verileri kullanan ekip, aynı anda çekilmiş stereo görüntüleri derin öğrenme yöntemiyle analiz etti. Bu görüntüler, toz hortumlarının hareketini izlemeyi sağlıyor. Araştırmacılar bu verileri kullanarak, toz hortumlarının arkasındaki rüzgarların nasıl hareket ettiğini ve yüzeyden toz kaldırdığını çıkarımlıyor. Bu tozlar, Mars'ın iklimi üzerinde büyük bir etkiye sahip.
Bern Üniversitesi Uzay ve Yaşanabilirlik Merkezi'nden Bickel, Mars'taki çalkantılı rüzgarların önceki gözlemlerin gösterdiğinden daha hızlı olduğunu ve daha fazla toz taşıdığını belirtti. Araştırmacılar, yakın zamanda Science Advances dergisinde yayımlanan bir çalışmada, "Gözlemlerimiz, Mars'ta güçlü yüzey rüzgarlarının bol olduğunu ve atmosferik toz kaynakları için önemli bir rol oynadığını gösteriyor. Bu bulgular, Mars'ın atmosferi, hava durumu ve iklimine dair daha doğru modellerin oluşturulmasına doğrudan katkı sağlıyor" ifadelerini kullandı.
Tozdan Toza
Mars'ta bol miktarda bulunan toz, hem yüzey hem de atmosferik süreçleri etkiliyor. Atmosferde yüzen toz parçacıkları, sıcaklık değişimlerine neden olmaktan atmosferik dinamikleri değiştirerek devasa toz fırtınalarını tetiklemeye kadar her şeyi yapabilir. Yüzeye çöken tozlar, kurak Mars yamaçlarındaki belirgin koyu çizikler gibi yüzey özelliklerini sık sık değiştiriyor. Mars'ta yaşam olup olmadığı hala bilinmiyor, ancak toz besin maddelerini taşıyarak ve güneş radyasyonundan koruma sağlayarak yaşamın varlığını etkilemiş olabilir.
Tüm bu toz nereden geliyor? Rüzgarların neden olduğu erozyonun sonucu olduğu düşünülüyor. Mars atmosferi çok ince olduğu için toz parçacıklarının hareketini zorlaştırsada, rüzgarlar yeterince türbülanslıysa daha büyük parçacıkların kolayca havaya yükselmesine neden olabiliyor. Daha sonra bu parçacıklar daha küçük toz zerreciklerini de beraberinde sürüklüyor. Perseverance ve önceki Mars gezginleri, çoğunlukla toz hortumları veya sıcak havanın yükseldiği konveksiyonla ilişkilendirilen rüzgar girdaplarına tanık oldu.
CaSSIS ve HRSC verileri, toz hortumlarının çoğunun Mars'ın kuzey yarım küresinde, özellikle Amazonis ve Elysium Ovaları'nda meydana geldiğini gösterdi. Amazonis Ovası ise bir sıcak nokta konumunda. Bu hortumlar hem engebeli hem de düz arazide rüzgarlar tarafından tetiklenebiliyor, ancak güney yarım kürede daha geniş alanlara yayılarak neredeyse gezegenin o yarısının tamamını kat edebiliyorlar. Toz hortumlarının mevsimsel görülme sıklığı güney yaz aylarında en yüksek seviyeye çıkarken, kuzey sonbaharının sonlarında neredeyse hiç görülmüyorlar.
Mars'taki toz hortumları genellikle sabah ortası ile öğleden sonra arasında zirveye ulaşıyor, ancak sabah erken saatlerden öğleden sonraya kadar görülebiliyorlar. Ayrıca, kuzey yazında Mars'ın kuzey kutbuna doğru, güney yazında ise güney kutbuna doğru göç ediyorlar. Güneydeki toz hortumları, kuzeydekilerden daha hızlı hareket etme eğiliminde. Rüzgarlar tarafından belirlenen hareket hızları, Dünya'daki toz hortumlarının hareketinden çok daha hızlı olan saniyede 44 metreye (yaklaşık 98 mil/saat) ulaşabiliyor.
Fırtınayla Başa Çıkmak
Toz hortumlarının Kızıl Gezegen'de aşırı derecede hızlandığı da tespit edildi. Bu şiddetli fırtınalar, girdap oluşturmayan ancak onlarla birlikte hareket eden rüzgarlarla ilişkilendiriliyor. Bu rüzgarların toz parçacıklarını yerden kaldırıp atmosfere taşıyacak kadar yüksek hızlara ulaşması yalnızca birkaç saniye sürüyor. Bunu sadece toz hortumları yapmıyor; ekip, girdap oluşturmayan rüzgarların bile, daha önce düşünülenden daha fazla miktarda toz parçacığını tek başına kaldırdığını ve atmosferde tozlu bir pus oluşturduğunu keşfetti.
Bickel ve ekibi, kuzey yarım kürenin tozun ana kaynağı olduğunu düşünüyor. Geçmişte odaklanılmayan diğer kaynaklar ise çoğunlukla kuzey ilkbahar ve yaz aylarında aktif olan Daedalia Ovası ve güney ilkbahar ve yaz aylarında aktif olan Sinai Ovası. Arabia ve Elysium gibi bölgelerin ise rüzgarın ulaşamadığı toz depoları yani toz yutakları olduğu için toz hortumlarından yoksun olduğu düşünülüyor.
Toz hortumlarının görülme sıklığı Mars görevlerini de etkileyebilir. ESA'nın ExoMars gezgini 2028'de fırlatılıp kuzey yarım kürede yer alan Oxia Ovası'na inmeye hazırlanırken, Dünya'daki bilim insanları Mars'ın ekvatoru yakınlarındaki Elysium Planitia'ya iniş yapan InSight'ın deneyimlediğinden biraz daha fazla toz hortumuyla karşılaşmayı beklemeli. Fazla toz, güneş panelleri ve diğer donanımlarla sorun yaratabilir, ancak gezegen yüzeyine indikten sonra ExoMars, girdap oluşturan ve oluşturmayan rüzgarları ve bunların tozları nasıl kaldırdığını ve taşıdığını gözlemleyebilecek bir konuma gelecek.
O zamana kadar, CaSSIS ve HRSC, Mars'taki toz hortumlarını ve rüzgar ile tozun hareketini izlemeye devam edecek. Bickel'in çalışmada belirttiği gibi, "Mars'ın atmosferik dinamiklerinin entegre ve uzaysal-zamansal olarak çözümlenmiş izlenmesi ve muhtemelen tahmin edilmesi, Mars'a yapılacak gelecekteki robotik ve özellikle insanlı görevler için hayati önem taşıyacaktır."
