Mars Depremleri, Kızıl Gezegenin, Çapının Yarısı Kadar Sıvı Bir Çekirdeğe Sahip Olduğunu Ortaya Koyuyor

NASA'nın InSight aracı tarafından kaydedilen sismik dalgalar, bilim insanlarına Mars'ın iç yapısına türünün ilk örneği bir bakış açısı kazandırdı.

NASA'nın InSight iniş aracı tarafından toplanan sismik dalgaların analizleri sayesinde Mars’ın ilk CT taramasını yaptı. Teşhis ise şöyle; Kızıl Gezegenin çekirdeği, önceki bazı çalışmaların önerdiği gibi en azından kısmen sıvı ve beklenenden biraz daha büyüktür.

InSight, 2018'in sonlarında Mars'a ulaştı ve kısa süre sonra bilinen ilk Mars depremini tespit etti. O zamandan beri arazi, çoğu küçük gümbürtüler olmak üzere binden fazla sarsıntı aldı. Bu depremlerin çoğu, karadan 1000 kilometreden daha uzakta, sismik olarak aktif bir bölgede meydana geldi. Depremlerin küçük bir kısmı 3,0 ile 4,0 arasında değişen büyüklüklere sahipti ve ortaya çıkan titreşimler, bilim adamlarının Mars'ı daha iyi tanımasını ve iç yapısı hakkında yeni ipuçları ortaya çıkarmasını sağladı.

ETH Zürih'te bir sismolog olan Simon Stähler ve meslektaşları, 11 Mars depreminden gelen sismik dalgaları analiz ederek iki tür dalga aradı: basınç ve kesme. Basınç dalgalarının aksine, kesme dalgaları bir sıvıdan geçemezler ve bir dalganın basınç dalgaları gibi hareket ettiği yönde itme ve çekme hareketinden ziyade katı maddelerde yan yana hareket ederek daha yavaş hareket ederler.

Bu 11 olaydan altı set titreşim, arka plan gürültüsünden ayırt edilebilecek kadar güçlü kesme dalgalarını içeriyordu. Stähler, bu kesme dalgalarının gücünün, katı bir çekirdeğe girip kısmen emilmek yerine sıvı bir çekirdeğin dış yüzeyinden yansıdığını öne sürüyor. Her depremde, basınç dalgaları ve kesme dalgaları için InSight'a varış sürelerindeki fark, Mars'ın çekirdeğinin yaklaşık 3.660 kilometre çapında olduğunu gösteriyor.

Bu, tüm gezegenin çapının yarısından biraz fazla, yani önceki tahminlerin çoğundan daha büyük. Kızıl Gezegenin çekirdeği o kadar büyük ki, InSight'ın gezegenin büyük bir bölümünden belirli türde sismik dalgaları almasını engelliyor. Bu da Mars'ın sismik olarak, arazi aracının sensörlerinin algılayabileceğinden daha aktif olabileceğini gösteriyor. Gerçekten de uzay aracının sismik kör noktasındaki bölgelerden biri, Mars'ın en büyük yanardağlarından bazılarına ev sahipliği yapan Tharsis bölgesidir. Buradaki volkanik aktivite ve aynı zamanda o bölgedeki kabuk içindeki erimiş kaya hareketi, depremleri veya sismik dalgaları tetikleyebilir.

Fotoğraf: Bir depremin kaynağından (örnek, kırmızı nokta) InSight aracına (beyaz nokta) seyahat eden sismik dalgalar (bu resimdeki kırmızı çizgiler), Kızıl Gezegenin yarısından fazlasını içeren devasa bir çekirdek (sarı-beyaz) dahil olmak üzere Kızıl Gezegenin iç yapısını ortaya koymaktadır.

ETH Zürih'te bir jeofizikçi olan çalışma yazarı Amir Khan, yeni analiz edilen veriler gezegenin dış çekirdeğinin sıvı olduğunu doğrularken, Mars'ın Dünya gibi katı bir iç çekirdeğe sahip olup olmadığı henüz net değil diyor.

Yine Science'da yayınlanan ayrı bir analizde, Khan ve meslektaşları InSight'ın sismik kör noktasının kısmen sismik dalgaların gezegenin derinliklerinde seyahat ederken yavaşlama ve bükülme biçiminden kaynaklanabileceğini öne sürüyorlar. Sismik dalga hızı ve yönündeki değişiklikler, kaya sıcaklığı veya yoğunluğundaki kademeli değişikliklerden kaynaklanabilir.

Mars'ın sismik dalgaları ayrıca gezegenin kabuğunun kalınlığına da işaret ediyor. Almanya, Bergisch Gladbach'taki Köln Üniversitesi'nde sismolog olan Brigitte Knapmeyer-Endrun, gezegen içinde ileri geri sıçradıklarında, dalgaların farklı katmanlar ve kaya türleri arasındaki ara yüzlerden yansıdığını söylüyor. Science dergisindeki ayrı bir çalışmada, kendisi ve ekibi, Mars'ın yüzeyine yakın bu tür birkaç ara yüzden yansıyan sismik sinyalleri analiz ederek, gezegenin kabuğunun bittiği ve alttaki mantonun başladığı derinliği belirlemeyi zorlaştırdığını söylüyor. Ancak araştırmacılar, kabuğun ortalama kalınlığının muhtemelen 24 ila 72 kilometre arasında olduğu sonucuna vardılar. Karşılaştırma için, Dünya'nın okyanus kabuğu yaklaşık 6 ila 7 kilometre kalınlığındayken, gezegenin kıtasal kabuğu ortalama 35 ila 40 kilometre kalınlığındadır.

Stähler, bu sismik analizlerin Dünya dışındaki kayalık bir gezegenin içini araştıran ilk analizler olduğunu söylüyor. Bu nedenle, Mars'ın yörüngesindeki uzay aracı tarafından yapılan ölçümler "temel gerçeği" bulmamızı sağlarlar ve bilim adamlarının Merkür ve Venüs gibi diğer gezegenlerin etrafındaki yörüngeden toplanan verileri daha iyi yorumlamalarına yardımcı olabilirler.

Cambridge Üniversitesi'nden jeofizikçi Sanne Cottaar, bulguların gezegen bilimcilerin Mars'ın nasıl oluştuğunu ve geliştiğini ve Kızıl Gezegenin nasıl Dünya'ya aslanda hiç benzemediğini daha iyi anlamalarına yardımcı olacak veriler sağlayabileceğini söylüyor. Cottaar, yeni araştırma hakkında yine Science'da yayınlanan bir yorum yazdı. “Mars, Dünya ile benzer yapı taşlarıyla bir araya getirildi” diyor, “ama farklı bir sonuç elde etti.”