Kızıl gezegen Mars'ın yüzeyinin büyük bir kısmının 3 milyar yıldan daha yaşlı olduğunu krater sayımları gösterse de, Dünya'daki Mars örnekleri farklı bir hikaye anlatıyor. Mars meteoritlerinin ana üç sınıfı olan şergottitler, nakhlitler ve şasinitler, hepsi 2.4 milyar yaşında veya daha genç. Şu ana kadar bilinen sadece iki gerçek antik Mars meteoriti vardı: Antarktika'da bulunan Allan Hills 84001 ve kuzeybatı Afrika'dan gelen Black Beauty lakaplı, dağınık bir kaya. Şimdi ise üçüncü bir örnek elimizde.
NASA'nın Jet İtki Laboratuvarı'ndan gezegen bilimci Yang Liu liderliğindeki bir ekip, 2022 yılında Mali'deki Sahra Çölü'nde bulunan Teghaza 001 adlı Mars meteoritinin en az 4.1 milyar yıl önce oluştuğunu gösterdi. Liu, "Bu çok eski ve Dünya'daki en eski kayalardan bazılarına benziyor" diyor.
Filtrelenmiş Bir Koleksiyon
Liu, "Neden eski Mars kayaçlarının Dünya'da bu kadar nadir olduğunu tam olarak anlamıyoruz" dedi. Cevabın bir kısmı, bir Mars parçasının buraya nasıl ulaştığında yatıyor olabilir. Bir kayayı gezegenden fırlatmak için büyük bir çarpışma gerekir ve her kaya bu darbeye dayanamaz. Liu'ya göre, "Eğer çarpışma gevşek toz bulutuna denk gelirse, bir kaya haline gelip Mars'ın yerçekiminden fırlayamaz. Bu nedenle doğal çarpışma zaten bir filtre görevi görüyor. Zayıf kayalar Mars'tan çıkamıyor."
Bu durum, bilim insanlarının önünde yanlı bir koleksiyon bırakmıştır.
Liu, "Bugüne kadar topladığımız Mars meteoritlerinin hiçbiri, yüzeyde bulduğumuzla benzer değil" dedi. Kısmi istisna, yörünge ölçümleriyle eşleşen bir ana kimyaya sahip olan Black Beauty'dir. Ancak Black Beauty, toprak ve birçok küçük kaya parçasının bir karışımıdır. Teghaza 001 ise tek, sağlam bir magmatik kayadır.
Teghaza 001, çöldeki meteorit ticaretinden elde edildi. Bu ticaret kapsamında avcılar, kum üzerinde öne çıkan koyu renkli taşlar için Sahra'yı tarıyor. Toplamda 800 gramdan az gelen sekiz taşı, bir özel koleksiyoner satın aldı ve sınıflandırma için Yeni Meksika Üniversitesi'ne gönderdi. Orada, gezegen bilimciler Carl Agee ve Karen Ziegler, oksijen izotoplarını ölçtüler. Liu, "Her gezegensel cismin çok karakteristik bir oksijen izotop değeri vardır" diyor ve Teghaza 001'in değerlerinin diğer Mars meteoritlerinin değerleriyle eşleştiğini belirtiyor.
Başlangıçta kaya, en yaygın (ve genç) Mars meteoriti türü olan şergottit olarak sınıflandırıldı. Ancak Agee bazı tuhaflıklar fark etti ve Liu'ya ulaştı. Teghaza'nın minerallerinden biri, dış kısmı bozulmadan kalırken iç kısmından değişime uğramıştı. Bu, Dünya'daki ayrışmanın tersi bir durumdur. Oksijen izotopları biraz garip görünüyordu ve Liu'nun Black Beauty'de incelediği şeye benzer manganez açısından zengin bir malzeme vardı.
Liu, "Örneği aldığımda etrafıma baktım ve 'Bu sıkıcı' dedim. Manganez açısından zengin malzeme aslında karasal görünüyor, ancak hızla örneğin çok farklı, çok özel olduğunu fark ettim."
Teghaza 001, çoğunlukla feldspattan oluşuyor, bu da kayalık gezegenlerin kabuklarında yaygın olarak bulunan soluk bir mineraldir. İçinde daha koyu piroksen kristalleri karışmıştır; Liu'ya göre bu kristaller, Ay'ın yükseklerinde ortaya çıkan bazı kayaları andırıyor. Kristalleri, yaklaşık bir milimetreye kadar büyüyebilen oldukça büyük, bu da bilim insanlarının yavaşça soğuduğunun bir göstergesi olarak yorumladığı bir durum. Liu, "Yavaş soğuyan kayalar, büyümeleri için zaman bulma eğilimindedir" diyor.
Kristalleri laboratuvar deneyleri ve karasal kayalarla karşılaştırarak, ekip Teghaza 001'in yılda yaklaşık 0.01° Celsius oranında soğuduğunu tahmin etti. Bu, volkanik aktivite ile yüzeye çıkmayan, bunun yerine kabuğun içinde katılaşan magmadan oluştuğunu gösteriyor.
Su Tarafından Sıfırlanan Saatler
Ekip, kayayı birkaç bağımsız yöntemle yaşlandırdı. Zirkon taneleri yaklaşık 4.11 milyar yıl verirken, fosfat mineralleri ve rubidyum-stronsiyum yaşlandırması benzer yaşlar verdi. Liu, "Hangi tür zirkonu analiz ettiğimizin veya hangi minerali analiz ettiğimizin önemi yok, bu çok tutarlı bir yaş elde ediyoruz. Ve bunu beklemiyorduk" diyor.
Zirkonların yaşını sıfırlamak inanılmaz derecede zordur ve kayayı fırlatan çarpışma, yüksek basınçlı mineralleri oluşturacak kadar güçlü olsa da, yaşını değiştirecek kadar sıcak değildi. Liu'ya göre, "Onu değiştirmek için gerçekten bir tür hidrotermal akışkana ihtiyaç var."
Feldspat tanelerindeki sodyum açısından zengin kenarlar ve zirkonlarda hapsedilmiş sodyum, oluşumdan kısa bir süre sonra sıcak suyun kaya boyunca süzüldüğü fikrini destekliyor. Bu nedenle 4.1 milyar yıl, muhtemelen birkaç alterasyon olayından en sonuncusu olan son ıslanma dönemini işaret ediyor. Liu, "Kristalizasyon yaşı 4.1 milyar yıldan eski olacaktır" diyor.
Teghaza 001, diğer Mars meteoritlerinden binde iki daha fazla, yani oksijenin daha ağır bir formu olan oksijen-18 açısından da olağanüstü derecede zengindir. Ne kristalizasyon ne de magmadan gaz çıkışı bu kadar büyük bir fark üretebilir. Yüzey suyuna yakın düşük sıcaklıklarda kaya ile reaksiyona giren suyun, ağır oksijen açısından zengin mineraller oluşturduğunu düşünen ekip, magmanın ya zaten yüzey suyuyla etkileşime girmiş kabuk parçalarını yuttuğunu ya da aynı ağır imzayı taşıyan akışkanlarla doğrudan reaksiyona girdiğini düşünüyor.
Bu durum, "Mars kabuğunda aktif bir su dolaşımı vardı" anlamına geliyor. Liu, "Bu kaya oluşurken, Mars'ta bir hidrosferimiz vardı ve bu hidrosfer Mars kabuğuyla yoğun bir şekilde etkileşime giriyordu." Suyun, magmanın tamamen soğumasından önce kabuk boyunca dolaşması ve magmayla reaksiyona girmesi gerekmiş. Liu, bunun "düşündüğümüzden daha dinamik ve daha aktif olduğunu" belirtiyor. Bu bulgunun, ıslak erken Mars tablosuna uyduğunu ve kabuğunda potansiyel olarak yaşanabilir ortamlar olduğunu gösterdiğini savunuyor.
Teghaza 001 ayrıca Mars'ın iç yapısı hakkında da detaylar ortaya koyuyor. Kaya yüzeye yakın kristalleşmiş olsa da, oluştuğu magmanın kaynağı çok daha derinlerden geliyor. Zirkonyum-titanyum oranı gibi değişime dirençli iz elementlerin oranları, diğer tüm Mars meteoritlerinden farklı. Ekibin erime modelleri, kayaç kimyasının en iyi, manto kaynağının sadece 160 kilometreden daha derinliklerde stabil olan garnet mineralini içerdiği durumlarda eşleştiğini gösteriyor.
Diğer Mars meteoritlerinin incelenmesi, yaklaşık 4.5 milyar yıl önce Mars'ta katılaşan erken bir magmadan oluşan okyanusun, mantoyu üç ila beş rezervuara ayırdığını gösteriyor. Teghaza 001'in kaynağı bunlardan hiçbiriyle eşleşmiyor. Liu, "İlk birkaç yüz milyon yılda, Mars mantosu düşündüğümüzden daha karmaşık bir şekilde evriliyordu" diyor.
Yörünge Görünümü
Ekip, kayaç kimyasını yörünge haritalarıyla karşılaştırarak, büyük Hellas çarpışma havzasının kuzeybatısındaki güney yaylalarından geldiğini düşünüyor. Liu, "Kaç tane meteorit örneğimiz olursa olsun, her zaman şu soruyu soracağız: Mars'ın neresinden geliyorlar?" diye ekliyor.
Yörünge verileri, bir kaynağı en iyi ihtimalle yaklaşık 100'e 100 metrelik bir alana daraltabilir, bu da genellikle uzaktan algılama verilerimizdeki tek bir piksele denk gelir. Teghaza 001'in Mars'tan ne zaman ayrıldığı da açık bir soru. Liu, "Bu örneğin özel olduğunu dünyaya duyurmak için gereken minimum şeyi yaptık" dedi ve zaten iki veya üç grubun daha fazla içgörü elde etmek için onu incelediğini ekledi.
Liu'ya göre asıl dönüm noktası, Jezero Krateri ve çevresinde Perseverance'ın topladığı gibi dikkatli jeolojik bağlamla toplanan örnekler olacaktır. Liu, Teghaza 001 kadar eski veya daha eski arazilerden örnekler görmek istiyor. "Bu örnekler geri dönerse, yapılabilecek pek çok keşif var" dedi. "Bu, Mars ve erken Güneş Sistemi anlayışımızı devrim niteliğinde değiştirebilir."
Liu'nun Teghaza 001 üzerine yaptığı çalışma Science dergisinde yayınlandı.
Kaynakça: arstechnica.com
