NASA'nın Mars Atmosferi ve Uçucu Madde Evrimi (MAVEN) uzay aracı, yaklaşık on yıl süren yörünge görevinin ardından, Mars'ın atmosferini kaybetmesinden sorumlu olduğundan uzun süredir şüphelenilen süreci ilk kez doğrudan gözlemledi. Bu çığır açıcı bulgular, bir zamanlar nehirlerin ve göllerin bulunduğu potansiyel olarak yaşanabilir bir dünyadan, bugün gördüğümüz neredeyse tamamen donmuş çöle nasıl dönüştüğüne dair süregelen soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir.
Bugün kuru, soğuk ve neredeyse havasız olmasına rağmen, Mars yüzeyi daha ıslak bir geçmişin belirgin kanıtlarıyla dolu. Antik nehir vadilerine, göl yataklarına benzeyen yapılar ve yalnızca su varlığında oluşan mineraller, milyarlarca yıl önce Mars yüzeyinde akan uzun ömürlü göllere, hatta muhtemelen sığ denizlere işaret ediyor. Ancak sıvı suyun kalıcı olabilmesi için Mars'ın ısıyı hapsetmek ve daha yüksek yüzey basıncını sürdürmek için çok daha yoğun bir atmosfere ihtiyacı vardı. Bu atmosferin ne zaman ve nasıl ortadan kalktığını anlamak, Mars'ın iklim evrimini yeniden yapılandırmak ve gezegenin ne kadar süre yaşanabilir kalmış olabileceğini belirlemek için hayati önem taşıyor.
Geçtiğimiz on yılda, bilim insanları Güneş'ten sürekli yayılan iyonize parçacık akışı olan Güneş rüzgarının ve radyasyonun Mars atmosferinin çoğunu yok ettiğine dair artan kanıtlar topladı. Bu erozyonun arkasındaki en önemli mekanizmalardan biri, Güneş rüzgarından gelen yüksek enerjili parçacıkların gezegenin üst atmosferiyle çarpıştığı saçılma (sputtering) adı verilen bir süreçtir. Bu çarpışmalar, prensipte, nötr atomlara yeterli enerji aktararak onların gezegenin kütle çekiminden kurtulmasına ve uzaya fırlamasına neden olur.
MAVEN görevinin ana araştırmacısı olan ekip lideri, bu süreci şöyle bir benzetmeyle açıkladı: "Bu, bir havuza balıklama atlamak gibi. Bu durumda balıklama atan şey, atmosfere çok hızlı çarpan ağır iyonlar ve etrafa nötr atomlar ile moleküller saçılıyor."
Saçılma, Mars'ın iklim evriminde kilit bir oyuncu olarak uzun süredir şüphelenilse de, bu süreç ilk kez doğrudan gözlemleniyor. Araştırmacılar, MAVEN uzay aracından elde edilen dokuz yıllık veriyi kullanarak, Mars'ta günümüzde meydana gelen saçılmayı yakaladı.
MAVEN'ın üç farklı aracından elde edilen verileri birleştirerek, araştırmacılar Mars'ın üst atmosferindeki soygaz olan argonun ayrıntılı bir haritasını oluşturdu. Argon, kimyasal olarak tepkimeye girmeyen, ağır ve yüklü hale gelmeye dirençli olduğu için bu tür bir atmosfer kaçışı için ideal bir izleyicidir. Bu, diğer atmosferik süreçlerle etkileşime girme olasılığının düşük olduğu anlamına gelir, yani herhangi bir önemli argon kaybı, saçılmanın açık bir göstergesi olarak hizmet eder.
Yeni çalışma, MAVEN'ın argonun en yüksek konsantrasyonlarını Güneş rüzgarı parçacıklarının Mars atmosferiyle çarpıştığı irtifalarda tespit ettiğini bildiriyor. Varlığı, bilim insanlarının gezegenin kütle çekimi altında doğal olarak birikmesini beklediğinden çok daha yüksekti. Bu bulgular, saçılmanın Mars'tan molekülleri aktif olarak kaldırdığına ve uzaklaştırdığına dair doğrudan kanıt sunuyor.
Çalışma, bu sürecin, Mars'ın bir zamanlar kalın olan atmosferinin ve dolayısıyla yüzeyinde sıvı su barındırma yeteneğinin kaybının arkasındaki itici güç bile olabileceğini belirtiyor.
MAVEN verileri, bu sürecin daha önceki modeller tarafından tahmin edilenden dört kat daha yüksek bir hızda meydana geldiğini de ortaya koydu. Güneş fırtınaları sırasında daha belirgin hale gelen bu durum, gezegenin Güneş'in enerjisine karşı daha savunmasız olduğu Mars'ın erken tarihinde sürecin ne kadar daha yoğun olabileceğine dair bir ipucu sunuyor.
Bilim insanları, bu sürecin milyarlarca yıl önce, Güneş'in daha aktif olduğu ve Mars'ın koruyucu manyetik alanını zaten kaybettiği zamanlarda özellikle yoğun olduğundan şüpheleniyor. Manyetik kalkan olmadan, Mars atmosferi Güneş rüzgarının tam gücüne karşı savunmasız kaldı, bu da erozyonu hızlandırdı ve gezegeni sıvı suyun artık kalıcı olamayacağı bir dönüm noktasına itti.
Araştırma lideri, yaptığı açıklamada, "Bu sonuçlar, saçılmanın Mars atmosferinin kaybındaki ve Mars'taki suyun tarihini belirlemedeki rolünü ortaya koyuyor." dedi.
Saçılmanın gerçekten de Mars'ın uzun vadeli iklim değişikliğinin birincil itici gücü olup olmadığını tam olarak belirlemek için bilim insanlarının modeller, izotopik veriler ve antik iklim ipuçlarını kullanarak milyarlarca yıl öncesine bakmaları gerekecek. Ancak o zaman saçılmanın yalnızca Mars atmosferinin kenarlarını mı sıyırdığı yoksa onu tamamen çıplak mı bıraktığına karar verebilirler.
