Mars’ın güney yarımküresinde ilkbahar ve yaz aylarında her sabah beliren Arsia Mons Uzun Bulutu’nun (AMEC) nasıl oluştuğuna ilişkin yeni bir açıklama geliştirildi. Araştırmacılar, Mars atmosferinde daha önce gerçek bir gezegen atmosferinde gözlendiği kanıtlanmamış homojen çekirdeklenmenin bu oluşumda rol oynayabileceğini ortaya koydu.
Üç saatte 1.800 kilometreye uzanıyor
Su buzundan oluşan ince, beyaz bulut; dev Arsia Mons yanardağının rüzgar alan tarafında gün doğumuyla birlikte ortaya çıkıyor. Yaklaşık üç saat içinde 1.800 kilometre uzunluğa erişen oluşum, daha sonra yanardağdan ayrılarak kısa sürede kayboluyor.
Avrupa Uzay Ajansı’nın Mars Express yörünge aracı AMEC’yi ilk kez 2018’de görüntüledi. O tarihten beri bilim insanları, bulutun neden bu kadar hızlı büyüdüğünü ve benzer davranışı her gün nasıl tekrarladığını araştırıyor.
Gözlemler, AMEC’nin yüksek arazi şekillerinin havayı yukarı itmesiyle oluşan orografik bir bulut olduğunu gösteriyor. Dünya’da da görülen bu bulut türünün oluşumu bilinse de önceki Mars atmosferi modelleri, Arsia Mons üzerindeki oluşumun gözlenen özelliklerini bütünüyle açıklayamıyordu.
Nature Geoscience’da yayımlanan araştırmada, Paris’teki Sorbonne Üniversitesi’nden Jorge Hernandez-Bernal’ın liderlik ettiği gezegen bilimcileri, simülasyonlara farklı bir fiziksel mekanizma ekledi. Ekip, daha önce gerçek bir gezegen atmosferinde gözlemlenmemiş homojen çekirdeklenmeyi modele dahil ederek bulutun özelliklerini yeniden oluşturmayı başardı.
Toz parçacıkları olmadan buz kristalleri oluşabilir
Dünya’daki bulutların çoğu, su buharının toz ya da deniz tuzu gibi mikroskobik parçacıkların üzerinde yoğunlaşmasıyla meydana geliyor. Heterojen çekirdeklenme adı verilen bu süreç, suyun sıvı damlacıklara veya buz kristallerine dönüşmesini kolaylaştırıyor.
Homojen çekirdeklenmede ise su buharı, başka bir yüzeye ihtiyaç duymadan doğrudan buz parçacıklarına dönüşüyor. Bunun gerçekleşmesi için atmosferde su buharı yoğunluğunun son derece yüksek olması gerekiyor. Dünya’nın olağan atmosfer koşullarında bu seviyelere ulaşılamadığı için süreç, doğal bulut oluşumunda uygulanabilir bir mekanizma olarak görülmüyor.
Araştırmacılar, Mars’ı modelleyen simülasyonlara homojen çekirdeklenmeyi ekleyince AMEC’nin hızlı büyümesi ve yanardağdan ayrılması gibi özellikleri yeniden elde etti. Çalışma, bu mekanizmanın bir gezegen atmosferinde gerçekleştiğine ilişkin ilk kanıtı sunuyor. Bulgular, bulut oluşumuna dair mevcut kabullerin yeniden değerlendirilmesine ve Dünya’daki bazı bulutlarla diğer gezegenlerin atmosfer süreçlerinin daha iyi anlaşılmasına katkı sağlayabilir.
Mars atmosferindeki nem yüksek seviyelere çıkabiliyor
Önceki araştırmalar, Mars’ta homojen çekirdeklenmenin mümkün olması için atmosferin buz oluşumuna yönelik olağan koşullara kıyasla yaklaşık 100 bin kat daha yüksek doygunluk seviyelerine ulaşması gerektiğini göstermişti. Mars’taki yoğun toz miktarı, su buharının bu aşırı seviyelere ulaşmadan önce parçacıklarda yoğunlaşarak tükenebileceği düşüncesiyle bu ihtimali düşük olasılıklı kılıyordu.
Buna karşın uzay araçlarının gözlemleri ve bilgisayar simülasyonları, Mars atmosferinde aşırı doygunluk koşullarının oluşabildiğine işaret ediyor. Yeni çalışma da yüksek nemin AMEC’nin ortaya çıkışında rol oynayabileceği fikrini destekliyor.
Hernandez-Bernal ve ekibinin önerdiği açıklamaya göre, Arsia Mons’un yüksekliği ve keskin yükseltileri üzerinden geçen rüzgarlarda güçlü atmosferik dalgalar oluşturuyor. Bu dalgalar nemli hava kütlelerini hızla daha yüksek irtifalara taşıyor.
Hava yükselirken aniden soğuduğunda su buharının doygunluk seviyesi keskin biçimde artıyor. Bunun sonucunda su buharı toz parçacıklarına tutunmak yerine doğrudan buz kristallerine dönüşebiliyor ve uzun, ince bulut meydana geliyor.
Araştırmacılar, sonuçların Mars atmosferindeki nemin daha önce düşünülenden çok daha yüksek seviyelere çıkabileceğine işaret ettiğini belirtiyor. Önerilen mekanizmanın kesin olarak doğrulanması içinse yeni gözlem ve araştırmalara ihtiyaç duyuluyor.
