Mars’ta oluşması imkansız denilen bulutun sırrı çözüldü
Mars’ta her gün oluşan ve üç saatte 1.800 kilometreye ulaşan gizemli bulutun sırrı çözüldü. Araştırma, imkansız olduğu düşünülen bir fiziksel sürecin Mars’ta gerçekleşebileceğini gösteriyor.
Mars’ın güney yarımküresinde bulunan Arsia Mons yanardağı üzerinde her gün oluşan ve üç saat içinde 1.800 kilometre uzunluğa ulaşan sıra dışı bulutun sırrı çözüldü. Avrupa Uzay Ajansı’nın Mars Express yörünge aracı tarafından 2018 yılında ilk kez görüntülenen bu oluşum, Nature Geoscience dergisinde yayımlanan yeni araştırmayla açıklığa kavuştu.
Her gün yeniden oluşuyor
Mars’ın güney yarımküresinde ilkbahar ve yaz aylarında görülen Arsia Mons Uzun Bulutu (AMEC), Kızıl Gezegen’in atmosferindeki en dikkat çekici oluşumlardan biri olarak öne çıkıyor. Su buzundan meydana gelen ince ve beyaz bulut, dev Arsia Mons yanardağının rüzgar yönündeki tarafında her gün gün doğumuyla birlikte ortaya çıkıyor.
Yaklaşık üç saat içinde 1.800 kilometre uzunluğa ulaşan bulut, daha sonra yanardağdan ayrılıyor ve kısa süre içinde ortadan kayboluyor. Bilim insanları, bulutun nasıl bu kadar hızlı büyüdüğünü ve neden her gün benzer bir davranış sergilediğini uzun süredir araştırıyordu.
Yapılan gözlemler AMEC’nin dağ ve yanardağ gibi yüksek arazi şekillerinin havayı yukarı doğru zorlamasıyla meydana gelen orografik bir bulut olduğunu gösterdi. Dünya’da da görülen bu tür bulutların oluşum mekanizması iyi biliniyor. Ancak bilim insanlarının daha önce kullandığı atmosfer modelleri Mars’taki oluşumun gözlemlenen özelliklerini tam olarak açıklayamıyordu.
Nature Geoscience dergisinde yayımlanan yeni araştırma, sorunun kullanılan fiziksel varsayımlardan kaynaklanabileceğini gösteriyor. Paris’teki Sorbonne Üniversitesi’nden Jorge Hernandez-Bernal liderliğindeki gezegen bilimcileri, simülasyonlara daha önce gerçek bir gezegen atmosferinde gözlemlenmemiş bir oluşum mekanizmasını dahil ederek AMEC’yi modellemeyi başardı.
Bulutlar atmosferde toz olmadan nasıl oluşuyor?
Dünya’daki bulutların büyük bölümü, su buharının atmosferdeki toz, deniz tuzu ve benzeri mikroskobik parçacıkların üzerinde yoğunlaşmasıyla oluşuyor. Heterojen çekirdeklenme olarak adlandırılan bu süreçte parçacıklar, suyun yoğunlaşarak sıvı damlacıklara veya buz kristallerine dönüşmesini kolaylaştırıyor.
Ancak teorik olarak bulutların bu tür parçacıklara ihtiyaç duymadan oluşması da mümkün. Homojen çekirdeklenme adı verilen bu süreçte su buharı, arada başka bir yüzeye ihtiyaç duymadan doğrudan buz parçacıklarına dönüşüyor.
Bu mekanizmanın gerçekleşebilmesi için atmosferde son derece yüksek su buharı yoğunluğuna ulaşılması gerekiyor. Dünya’daki olağan atmosfer koşullarında bu seviyelere erişmek mümkün olmadığından homojen çekirdeklenme, doğal bulut oluşumunda uygulanabilir bir mekanizma olarak değerlendirilmiyor.
Araştırmacılar, Mars atmosferini modelleyen simülasyonlara bu süreci eklediğinde Arsia Mons üzerindeki bulutun özelliklerini yeniden oluşturmayı başardı. Böylece daha önce açıklanamayan hızlı büyüme ve bulutun yanardağdan ayrılması gibi davranışlar için yeni bir açıklama ortaya çıktı.
Çalışmanın sonuçları, homojen çekirdeklenmenin bir gezegen atmosferinde gerçekleştiğine ilişkin ilk kanıtı sunuyor. Araştırmacılara göre bulut oluşumuna ilişkin mevcut kabullerin yeniden değerlendirilmesi gerekebilir. Bulgular, Dünya’daki bazı bulutların ve diğer gezegenlerdeki atmosferik süreçlerin anlaşılması açısından da önem taşıyor.
Mars atmosferindeki nem tahmin edilenden yüksek olabilir
Daha önce yapılan araştırmalar, Mars’ta homojen çekirdeklenmenin gerçekleşebilmesi için atmosferin buz oluşumuna yönelik olağan koşullara kıyasla yaklaşık 100 bin kat daha yüksek doygunluk seviyelerine ulaşması gerektiğini ortaya koymuştu.
Mars atmosferindeki yoğun toz miktarı, bu ihtimali uzun süre düşük olasılıklı hale getirdi. Çünkü su buharı, söz konusu aşırı seviyelere ulaşmadan önce atmosferdeki parçacıkların üzerinde yoğunlaşarak tüketilebilirdi.
Buna karşın hem uzay araçlarının gözlemleri hem de bilgisayar simülasyonları Mars atmosferinde aşırı doygunluk olarak adlandırılan koşulların oluşabildiğine işaret ediyor. Yeni araştırma da bu bulguları destekleyerek atmosferdeki yüksek nem seviyelerinin AMEC’nin oluşumunda rol oynayabileceğini gösteriyor.
Hernandez-Bernal ve ekibi, mekanizmanın Arsia Mons çevresindeki hava hareketleriyle tetiklendiğini düşünüyor. Buna göre yanardağın yüksekliği ve keskin yükseltileri, üzerinden geçen rüzgarların güçlü atmosferik dalgalar oluşturmasına neden oluyor. Bu dalgalar, nemli hava kütlelerini hızla daha yüksek irtifalara taşıyor.
Yükselen hava aniden soğuduğunda su buharının doygunluk seviyesi keskin biçimde artıyor. Böylece su buharı, atmosferdeki toz parçacıklarına tutunmak yerine doğrudan buz kristallerine dönüşebiliyor ve uzun, ince AMEC bulutu meydana geliyor.