Mars’ın kayalık yataklarının NASA’nın Curiosity gezginiyle alınmış bir yakın görüntüsü, gezegenin kadim geçmişinde, yüzeyi, sıvı suyu ve belki de yaşamı destekleyecek kadar ılık ve nemli tutacak bir mevsim değişimini gösteriyor. Eski bir gölün kanıtları, kıyılarındaki eşsiz iki habitat beklentisine işaret ediyor; gölün alt bölümü, oksijen zengini üst kısma kıyasla oksijenden yoksundu.
Science dergisinde yayınlanan yeni bir makaleye göre, Gale kraterindeki kadim bir gölün redoks sınıflandırmasında Stony Brook Üniversitesi’nden yer bilimci Joel Hurowitz ve meslektaşları, bin kilometrelik bir alandaki en derin noktanın, Gale Krateri’nin çok eski koşullarının bir görüntüsünü oluşturabilmek için gezginin üç yıldan daha fazla süre boyunca elde ettiği verileri kullandılar. Bir zamanlar bir gölde sona eren nehirlerin olduğu alan, yani 240 kilometrelik krater, yaklaşık 3.8 milyar yıl önce gerçekleşen bir çarpışma sırasında oluştu. Bu nehirler tarafından ve göl yatağına bırakılan tortul kayalar, ortamın zamanla nasıl değiştiğini anlatıyor.
Curiosity, Bradbury grubu olarak bilinen bir tortul kayalar grubuna indi. Gezgin bu grubun Sheepbed kiltaşları olarak adlandırılan bir bölümünden ve kraterin merkezindeki Sharp Dağı olarak bilinen 5 kilometrelik yükseltinin tabanındaki Murray formasyonundaki kayalardan örnek aldı. Her iki türdeki kayalar, eski bir gölde biriktirilmişti ama Sheepbed kayaları daha yaşlılar ve stratigrafik kaya katmanlarında daha aşağıda oluştular. Bu iki kaya türünün karşılaştırılması, paleoortamla ilgili ilginç bilgilerin ortaya çıkarılmasına yol açabilir.
Aynı bölgede, aynı zamanda oluşmuş kayalar, yine de bileşim ve diğer karakteristiklerde farklılık gösterebilir. Bu farklı gruplamalar “fasiyes” olarak bilinir ve Murray formasyonu iki fasiyese bölünmüş durumda. Bir tanesi büyük oranda hematit ve filosilikattan meydana geliyor ve HP olarak isimlendiriyor. MS olarak bilinen diğeri ise bilinen manyetit-silikat fasiyesi.
Hurowitz, “İki Murray fasiyesi, gölün farklı bölümlerinde, muhtemelen aynı zamanda biriktiler” diye açıklıyor. “İlki sığ sularda, diğer ise daha derinde birikti.”
Kıyıya yakın HP fasiyesi kayalarda, derin su MS fasiyesinin ince katmanlarında göre daha kalın katmanlara sahip. Katman kalınlığındaki bu farklılık, göle akan nehrin yavaşlaması ve tortul malzemelerin bir kısmını göl kıyısında bırakmasından kaynaklanıyor. Akıntı daha sonra göle yayılıyor ve daha ince malzemeyi gölün daha derin bölümlerine bırakıyor.
İki fasiyesin farklı mineral yapısı, gölün iki katmana ayrılmasından kaynaklandı. Düşük atmosferik oksijen seviyeleriyle birlikte morötesi (UV) radyasyon, gölün üst bölümünü geçti ve göldeki moleküller üzerinde oksitleyici etkisi gösterdi. Bu demir (Fe2+) ve manganez (Mn2+) iyonları göle, yeraltı suyunun göl tabanından sızmasıyla göle taşındı.
UV ve oksijen bunlarla etkileşime girdiğinde elektron kaybettiler, yani oksitlendiler. Oksitlenmiş demir ve manganez, nihayetinde Curiosity tarafından HP fasiyesinde örnek alınan kayaları oluşturacak olan minerallere, hematit ve manganez oksite çökeldiler. Ama UV ve oksijen göl tabanına kadar ulaşmadı ve böylece demir ve manganez gölün daha derin kısmında oksitlenmedi, bunun yerine MS fasiyesini oluşturan, magnetit adlı mineral haline geldi.
Murray formasyonundaki iki fasiyesin oksitlenmesinde, gölün katmanlarındaki farklılıklardan kaynaklanan farka redoks sınıflandırması deniyor. Kadim göldeki redoks sınıflandırmasını tanımlamak, var olmuş olabilecek herhangi bir mikrobiyal yaşam için tamamen farklı türde iki potansiyel habitat olduğunu gösteriyor.
Araştırmacılar aynı zamanda Murray formasyonunun yüksek bir tuz konsantrasyonuna sahip olduğunu keşfettiler. Bu da gölün buharlaşmasıyla ve bu nedenle potansiyel bir habitatın sonuyla ilişkili ipuçları sağlıyor. Yüksek tuzluluk, suyun buharlaşması ve geride tuzu bırakmasının bir sonucu. Ne var ki buharlaşma, çamur kuruyup çatladığında gördüğünüze benzeyen desikasyon çatlakları gibi başka emareler de bırakıyor ve bu işaretlerden hiçbirisi Murray formasyonunda görülmüyor. Bu, buharlaşmanın daha ileri bir zamanda meydana geldiğini ve tuzların Murray kayalarında biriktirilmeden önce Murray formasyonunun üzerini örten katmanlardan sızdığını gösteriyor.
Hurowitz “Curiosity, gölün buharlaşmasının burada biriken kayaları etkileyip etkilemediğini bulmak için mutlaka stratigrafide daha yukarıdaki kayaları da inceleyecektir” diyor. “Gerçekte, biz konuşurken gezgin, Vera Rubin Sırtı olarak bilinen bölgede tam da bunu yapıyor.”
Curiosity bu kayaları incelediğinde Murray formasyonunda bulunan tuzların, buharlaşmanın daha geç bir periyodundan geldiğini ve Murray formasyonu birikirken önemli bir buharlaşma gerçekleşmediğini, yani ortamın muhtemel yaşam formlarını destekleyecek kadar kararlı olduğunu doğrulayabilecek.
Araştırmanın bir diğer sonucu da iklim değişikliğinin kanıtı. Daha yaşlı olan Sheepbed formasyonu, Murray formasyonuyla karşılaştırıldığında kimyasal aşınmaya dair çok az kanıt sunuyor. Genç kayalardaki kimyasal aşınmaya doğru önemli değişim iklimin büyük ihtimalle soğuk, kurak şartlardan ılık ve ıslak bir ortama doğru değiştiğine işaret ediyor.
Hurowitz “Bu iklim değişikliğinin zamanlaması kesin olarak söyleyebileceğimiz bir şey değil çünkü Sheepbed öğesiyle Murray formasyonunu temas halinde görmedik” diyor. “Eğer görmüş olsaydık o zaman kimyasal ve mineralojik özelliklerindeki değişimin (hızlı bir iklim değişikliğine işaret eden şekilde) ani mi yoksa kademeli mi olduğunu söyleyebilirdik. En iyi ihtimalle söyleyebileceğimiz, incelediğimiz kayaların on binlerce yıldan 10 milyon yıla kadar bir zaman aralığında biriktirilmiş gibi durduğu.”
Mars’taki iklim değişikliğinin sebebi hala bir tartışma konusu. Eğer iklim kısa bir zaman içerisinde değiştiyse kısa süreli değişikliklerden ya da bir asteroid çarpmasından kaynaklanmış olabilir. İklimdeki daha yavaş bir değişim ise gezegenin eğiklik çevrimindeki değişikliklerin sonucu olabilir.
Kayalarda işaretleri görülen iklim değişikliği, Mars’ın eski ortamının yüzeyde sıvı suyun varlığının korunabileceği kadar ılık ve nemli olabileceğini gösteriyor. Murray formasyonundaki farklı mineraloji ile açığa çıktığı gibi gölün redoks sınıflandırması, gölün kendi içerisinde iki farklı ortam olduğunu gösteriyor. Eğer o zamanda Mars’ta mikrobiyal yaşam mevcutsa, potansiyel olarak yaşanabilir farklı yerler, anaerobik yaşam formlarının muhtemelen gölün daha derinlerinde yaşamasıyla birlikte çeşitliliğe yol açmış olabilir.
Hurowitz “Gale’nin kayalarındaki kayıtları yakından inceleme fırsatımız olmasaydı böyle bir şeyi tahmin edebilir miydik emin değilim” diye ekliyor.
