Ansiklopedi Mars

Mars, Güneş Sistemi'nin Güneş'ten itibaren dördüncü gezegeni. Yüzeyindeki yaygın demir oksitten dolayı kızılımsı bir görünüme sahip olduğu için "Kızıl Gezegen" de denir. Mars Dünya’dan çıplak gözle görülebilmektedir.

İnce bir atmosferi olan Mars gerek Ay'daki gibi meteor kraterlerini, gerekse Dünya'daki gibi volkan, vadi, çöl ve kutup bölgelerini içeren çehresiyle bir yerbenzeri gezegendir. Ayrıca dönme periyodu ve mevsim dönemleri Dünya’nınkine çok benzer. 2 adet uydusu bulunmaktadır. (Phobos ve Deimos)

Mars’taki Olimpos Dağı (Olympus Mons), Güneş Sistemi’nde bilinen en yüksek dağdır ve Marineris Vadisi (Valles Marineris) adı verilen kanyon en büyük kanyondur. Ayrıca Mars’ın kuzey yarımküresinde 10.600 km uzunluğunda ve 8.500 km genişliğindeki dev bir meteor kraterinin varlığı saptanmıştır. Bu krater, bugüne kadar keşfedilmiş en büyük meteor kraterinin (Ay'ın güney kutbu kısmındaki Atkien Havzası) dört misli büyüklüğündedir.

Mars adı​

Mars adı, Roma mitolojisinde yer alan savaş tanrısı Mars kökenlidir ve Mart ayı ile eş kökenli olmaktadır. Bu isim gezegenin kırmızı renginin kan ile bağdaşlaştırılması dolayısıyla verilmiştir.

Gezegenin kırmızı rengine atfen Arapça'da Mars için ateş ile ilişkili merrîh kelimesi kullanılmaktadır. Bu kullanım Farsça, Urdu, Malayca ve Svahili dillerinde de kullanılmakta olup, Türkçede de eskimiş olan "Merih" şekliyle bulunmaktadır.

Fiziksel özellikleri​

Mars’ın yarıçapı Dünya’nınkinin yaklaşık yarısı kadardır. Yoğunluğu Dünya’nınkinden daha az olup, hacmi Dünya’nın hacminin %15’i, kütlesi ise Dünya’nınkinin %11’i kadardır. Mars’ın Merkür’den daha büyük ve daha ağır olmasına karşılık, Merkür ondan daha yoğundur. Bu yüzden Merkürün yüzeyindeki yerçekimi Mars’ınkinden daha fazladır. Mars, boyutu, kütlesi ve yüzeyindeki yerçekimi bakımından Dünya ile Ay arasında yer alır. Mars yüzeyinin kızıl-turuncu görünümü hematit ya da pas adıyla tanınan demiroksitten kaynaklanır.

Jeoloji​

Uydu gözlemleri ile Mars meteorlarının incelenmesi Mars yüzeyinin esas olarak bazalttan oluştuğunu göstermektedir. Bazı kanıtlar Mars yüzeyinin bir kısmının tipik bazalttan ziyade, yeryüzündeki andezit kayalarının benzeri olabilecek zengin silisyum oluşumlarından meydana geldiğini göstermektedir; fakat gözlemlerdeki veriler bunların silisli cam olduğu şeklinde de yorumlanabilir. Her ne kadar Mars’ın asli manyetik alanı yoksa da, gözlemler gezegen kabuğunun parçalarının vaktiyle iki kutuplu bir manyetik alanın etkisinde bulunmuş olduğunu göstermektedir. Minerallerde gözlemlenen bu paleomanyetizm yeryüzünün okyanus diplerinde bulunan tabakalarındakilere çok benzer özelliklere sahiptir. 1999’da ortaya atılan ve 2005’te Mars Global Surveyor verileriyle yeniden gözden geçirilen bir teoriye göre bu tabakalar, Mars’ta 4 milyar yıl önce, manyetik kutuplaşmanın yani manyetik alanın henüz etkin olduğu dönemde mevcut olan tektonik plakaların kanıtıdır.

Gezegenin iç yapısına ilişkin güncel modellere göre, gezegen, esas olarak demir ve % 14-17 civarında sülfürden oluşan, yarıçapı yaklaşık 1480 km olan bir çekirdek bölgesi içerir. Bu demir sülfür (FeS) bileşiği kısmen akışkandır. Çekirdek, günümüzde etkin olmadığı görülen, gezegendeki birçok tektonik ve volkanik oluşumlardan oluşmuş bir silikat mantosuyla çevrilidir. Gezegenin kabuğunun ortalama kalınlığı 50 km olup, azami kalınlığı 120 km civarındadır. Dünya’nın ortalama kalınlığı 40 km olan kabuğu, her iki gezegenin boyutları gözönüne alındığında Mars’ınkine göre üç misli daha ince kalır.

Toprak​

Haziran 2008’de Phoenix uzay gemisi tarafından gönderilen veriler Mars toprağının hafifçe alkalin olduğunu ve hepsi de organik maddenin gelişmesi için elzem olan magnezyum, sodyum, potasyum ve klorür içerdiğini ortaya koydu. Bilim insanları Mars’ın kuzey kutbuna yakın toprağın kuşkonmaz gibi bitkilerin yetiştirilebileceği bir bahçe oluşturulması için elverişli olduğu sonucuna vardı. Ağustos 2008’de Phoenix uzay gemisi Dünya suyu ile Mars toprağının karıştırılması gibi basit kimya deneylerine başladı ve önceden Mars toprağı konusunda ortaya atılmış birçok teoriyi doğrulayan bir keşifte bulundu: Mars toprağında perklorat tuzlarının izlerini keşfetti. Perklorat tuzlarının varlığı Mars toprağının daha da ilginç bulunmasını sağlamıştı. Fakat perklorat tuzlarının varlığının Mars’a taşınan Dünya toprağından, çeşitli örneklerden veya aletlerden kaynaklanmış olma olasılığı da vardı; bu yüzden, kaynağın Mars toprağı olup olmadığından iyice emin olunması için bu konuda daha fazla deneyler yapılması gerekmektedir.

Hidroloji​

1965’te Mariner-4’le gerçekleştirilen ilk Mars alçak uçuşuna kadar, gezegenin yüzeyinde sıvı su olup olmadığı çok tartışılmıştı. Bu tartışma özellikle kutup bölgelerindeki periyodik olarak değişim gösteren, deniz ve kıtaları andıran açık ve koyu renkli lekelerin gözlemlenmiş olmasından kaynaklanıyordu. Koyu renkli çizgiler bazı gözlemciler tarafından uzun zaman sıvı su içeren sulama kanalları olarak yorumlanmıştı. Bu düz çizgi oluşumları sonraki dönemlerde gözlemlenemediğinden optik illüzyonlar olarak yorumlandı. Kısa dönemlerde alçak irtifalarda olabilecek oluşumlar hariç tutulursa, günümüzdeki atmosferik basınç altında Mars yüzeyinde sıvı su mevcut olamaz; ancak geçici sıvı su akışları olabilir. Buna karşılık özellikle iki kutup bölgesinde geniş su buzları mevcuttur. Mart 2007’de NASA, güney kutbu bölgesindeki su buzlarının erimeleri halinde suların gezegenin tüm yüzeyini kaplayacağını ve oluşacak bu okyanusun derinliğinin 11 m. olacağının hesaplandığını açıkladı. Ayrıca gezegende kutuptan 60° enlemine kadar bir buz permafrost mantosu uzanır. Mars’ta kalın kriyosfer tabakasının altında, büyük miktarlarda, sıkışık halde tutulmuş (yüzeye çıkamayan) su rezervlerinin bulunduğu sanılmaktadır. Mars Express ve Mars Reconnaissance Orbiter’dan gelen radar verileri her iki kutupta (Temmuz 2005) ve orta enlemlerde (Kasım 2008) büyük miktarlarda su buzlarının bulunduğunu ortaya koymuştur. Phoenix Mars Lander ise 31 Temmuz 2008’de Mars toprağındaki su buzlarından örnek parçalar almayı başarmıştır.

Coğrafya​

Mars’taki coğrafi oluşumlara Dünya coğrafyasından veya tarihsel ve mitolojik isimler verilmiştir. Mars’ın ekvatoru doğal olarak kendi çevresinde dönmesiyle belirlenmiştir, başlangıç meridyeni ise Dünya’daki Greenwich meridyeni gibi keyfi olarak, 1830’da ilk Mars haritalarının yapımı çalışmasında Mädler and Beer tarafından belirlenmiştir. 1972’de Mariner 9 uzay aracının Mars’le ilgili yeterince veri toplamasından itibaren, Sinus Meridiani’deki (Meridian Bay), sonradan Airy-0 olarak adlandırılan küçük bir krater, eski belirlemeyle uyuşacak tarzda 0.0° boylamı olarak seçildi.

Mars’ta deniz olmadığından Olimpos Dağı’nın yüksekliği “ortalama çekim yüzeyi” esas alınarak hesaplanmış ve yüksekliği 27 km olarak saptanmıştır. (Bir başka deyişle, Mars’ta irtifalar atmosfer basıncının 610,5 Pa (6.105 mbar) olduğu seviye esas alınarak hesaplanır. Bu da Dünya’daki deniz seviyesinde mevcut basıncın yaklaşık ‰ 6’sıdır.)

Mars topoğrafyası ilginç bir ikilem göstermesiyle dikkat çeker. Kuzey yarımkürenin lav akıntılarıyla düzleşmiş ovalar içermesine karşın, güney yarımküre eski çarpışmalarla çukurlar ve kraterlerle oyulmuş haldeki bir dağlık arazidir. 2008’de yapılan araştırma ve incelemeler 1980’de ortaya atılmış, Mars’ın kuzey yarımküresine dört milyar yıl önce Ay’ın boyutunun %6,6’sı büyüklükteki bir cismin çarpmış olduğunu ileri süren teoriyi kanıtlar görünmektedir. Bu görüş doğru olduğu takdirde Mars’ın kuzey yarımküresinde 10.600 km uzunluğunda ve 8.500 km genişliğinde bir krater alanının açılmış olması gerekirdi ki, bu, Avrupa, Asya ve Avustralya toprakları bütününe denk bir alandır. Mars’ın yüzeyi Dünya’dan görünüşle, farklı albedo’su olan iki tür alana ayrılır. Kızılımsı demiroksit içeren tuz ve kumla kaplı soluk ovalar geçmişte Mars kıtaları olarak yorumlanmış ve bunlara Arabistan Ülkesi (Arabia Terra), Amazon Ovası (Amazonis Planitia) gibi adlar verilmiştir. Koyu renkli oluşumlar ise denizler olarak yorumlanmış ve bunlara Mare Erythraeum, Mare Sirenum ve Aurorae Sinus adları verilmiştir. Dünya’dan görünüşe göre en koyu renkli coğrafi oluşum Syrtis Major’dur.

Everest’in üç misli yüksekliğindeki Olimpos Dağı birçok büyük volkan içeren dağlık Tharsis bölgesindeki, yumuşak eğimli bir sönmüş volkandır. Mars aynı zamanda çarpma kraterlerinin gözlemlendiği bir gezegendir; yarıçapı 5 km ve daha büyük olabilen bu krater oluşumlarının toplam sayısı 43.000 olarak belirlenmiştir. En büyükleri hafif bir albedo oluşumuna sahip, Dünya’dan kolayca görülebilen Hellas çarpma havzasıdır (Hellas Planitia). Hacmi açısından, bir kozmik cismin Dünya’ya oranla daha küçük olan Mars’a çarpma olasılığı, Dünya’ya çarpma olasılığının yarısı kadardır. Bununla birlikte Mars’ın asteroit kuşağına daha yakın olması, bu kuşaktan gelen cisimlerle çarpışma olasılığını çok fazla arttırmaktadır. Mars aynı zamanda kısa periyotlu (yörüngeleri Jüpiter’e uzanan) kuyruklu yıldızların çarpmalarına (veya süpürmelerine) da maruz kalmaktadır. Bununla birlikte Ay’ın yüzeyi ile kıyaslandığında, atmosferi kendisine küçük meteorlara karşı koruma sağladığından Mars yüzeyinde daha az krater görülür. Bazı kraterler meteor düştüğünde yerin nemli olduğunu gösteren bir morfolojiye sahiptir.

Valles Marineris adlı ünlü büyük kanyon 4.000 km uzunluğunda ve 200 km genişliğinde olup, 7 km'ye varan bir derinliğe sahiptir. Yani uzunluğu Avrupa’nın uzunluğuna eş olup, gezegenin çevresinin beşte biridir. Büyüklüğünün devasa boyutlarının anlaşılması amacıyla Dünya’daki Büyük Kanyon'un boyutları göz önüne getirilebilir. (Büyük Kanyon 446 km uzunluğunda ve yaklaşık 2 km derinliğindedir.) Bir başka geniş kanyon olan Ma'adim Vallis 700 km uzunluğunda, 20 km genişliğinde ve yer yer 2 km derinliğindedir. Bu kanyonun geçmişte bir sıvı su baskınıyla oluştuğu sanılmaktadır. 2001 Mars Odyssey robotik uzay gemisindeki kısa adı THEMIS (Thermal Emission Imaging System) olan kamera sayesinde Arsia Mons volkanının yamaçlarında 7 muhtemel mağara girişi saptanmıştır. Bunlar günümüzde “yedi kızkardeşler” adıyla bilinmektedirler. Mağara girişlerinin genişliklerinin 100 m ile 252 m arasında değiştiği sanılmakta ve ışık genellikle mağaraların dibine kadar giremediğinden bu mağaraların yeraltında sanılandan daha derin ve geniş bir halde uzandıkları düşünülmektedir. Bunlar içinden tek istisna dibi görünen Dena adlı mağaradır. Mars’ın kuzey kutbu dairesine Planum Boreum ve güney kutbu dairesine Planum Australe adı verilmiştir.

Atmosfer​

Mars manyetosferini 4 milyar yıl önce kaybetmiştir. Böylece Güneş rüzgârları Mars’ın iyonosfer tabakasıyla doğrudan etkileşime girerek atmosferi ince halde tutmaktadır. Mars Global Surveyor ve Mars Express’in her ikisi de, iyonize atmosfer parçacıklarının uzaya sürüklendiklerini saptamışlardır. Mars atmosferi günümüzde nispeten incedir. Yüzeydeki atmosfer basıncı gezegenin en yüksek kısmında saptanan 30 Pa (0.03 kPa) ile en derin kısmında saptanan 1,155 Pa (1.155 kPa) arasında değişmektedir. Yani ortalama yüzey basıncı 600 Pa’dır (0.6 kPa) ki, bu da Dünya yüzeyinden 35 km yükseklikte rastlanan basınca eştir. Bir başka deyişle Dünya yüzey basıncının %1’inden daha düşük bir değerdir. Mars’taki düşük yerçekiminden dolayı da atmosferinin "ölçek irtifa"sı (İng. scale height) Dünya’nınkinden (6 km) daha yüksek olup, 11 km’dir. Mars yüzeyinde yerçekimi Dünya yüzeyindeki yerçekiminin %38’i kadardır.

Mars atmosferi % 95 karbondioksit, % 3 nitrojen, % 1,6 argondan oluşmakla birlikte, oksijen ve su izleri de taşımaktadır. 1,5 µm yarıçapındaki toz parçacıklarını içeren atmosferi tümüyle tozludur ki, bu, Mars yüzeyinden bakıldığında Mars gökyüzünün soluk bir turuncu-kahverengimsi renkte (İng. tawny) görülmesine neden olmaktadır.

Birçok araştırmacı Mars atmosferinde hacim itibarıyla 30 ppb oranında metanın varlığını saptamışlardır. Metan morötesi ışınlarla bozunan ve Mars’ınki gibi bir atmosferde yaklaşık 340 yılda bozunacak kararsız bir gaz olduğundan, bu, gezegende güncel veya kısa zaman öncesine dek mevcut bir gaz kaynağının varlığını göstermektedir. Buna da ancak volkanik etkinlik, kuyruklu yıldız çarpmaları ve metanojenik mikroorganizma türleri neden olabilir. Bununla birlikte kısa zaman önce metanın biyolojik olmayan bir süreçle de üretilebileceği görüşü ortaya atılmıştır.

Kutup bölgelerinde kışın sürekli bir karanlık ve yüzeyde dondurucu bir soğuk hakim olur, bu da atmosferin % 25–30 civarındaki kısmının yoğunlaşmasına ve karbondioksitin “kuru buz” (İng. dry ice) denilen halde katılaşmasına yol açar. Kutuplar kış mevsimi geçip yeniden Güneş ışıklarına maruz kalmaya başladığında, buzlaşmış karbondioksit, hızı saatte 400 km’ye ulaşan müthiş rüzgârlar yaratarak uçmaya başlar. Bu mevsimlik değişimler, büyük miktarlarda toz ve su buharı taşırlar ve Dünya’dakine benzer kırağı ve "sirüs bulutları"nın (saçakbulut) oluşmasına neden olurlar. Su-buzu bulutlarının fotoğrafı Opportunity tarafından 2004’te çekilmiştir.

İklim​

Gezegenler içinde mevsimleri Dünya’nınkilere en çok benzeyen gezegen, kendi çevresinde dönme ekseninin yörüngeye eğikliğinin Dünya’nınkine benzer olması nedeniyle, Mars’tır. Bununla birlikte Mars mevsimlerinin süreleri gezegenin Güneş’e daha uzak olması nedeniyle Dünya’nınkilerin iki mislidir ve “Mars yılı”nın süresi de iki Dünya yılı süresi kadardır. Mars’ın yüzey sıcaklıkları kutup kışı sırasındaki −140 °C (133 K) ile yaz sırasındaki 20 °C (293 K) arasında değişir. Sıcaklık farklarının büyük olması, ince atmosferinin Güneş ısısını yeterince depolayamaması, atmosfer basıncının düşük olması ve toprağın ısı kapasitesinin (İng. thermal inertia) düşük olması gibi nedenlerden ileri gelir.

Mars Dünya’nınki gibi bir yörüngeye sahip olsaydı "eksen eğikliği"nin de benzeşmesi sayesinde, mevsimleri de Dünya’nınkilere daha benzer olacaktı. Bununla birlikte Mars yörüngesinin geniş eksantrikliği ilginç bir sonuç sağlamaktadır. Mars, güney yarımkürede yaz, kuzey yarımkürede kış olduğu zaman günberiye yakındır, güney yarımkürede kış, kuzey yarımkürede yaz olduğu zaman da günöteye yakındır. Bunun sonucunda da güney yarımkürede mevsimlerin daha aşırı farklar göstermesine karşın kuzey yarımkürede mevsimler olması gerekenden daha yumuşak geçerler. Böylece güneyde 30 °C ‘yi (303 K) bulan yaz sıcaklıkları kuzeydeki yaz sıcaklıklarına kıyasla biraz daha fazladır.

Mars aynı zamanda Güneş Sistemi’ndeki en büyük “toz fırtınaları”na sahne olan gezegendir. Bu toz fırtınaları mahalli bir bölgedeki küçük fırtınalar biçiminde olabildiği gibi, tüm gezegeni kaplar büyüklükteki dev fırtınalar biçiminde de olabilmektedir. Bunlar özellikle Mars Güneş’e en yakın konumuna geldiğinde ve küresel sıcaklığın arttığı hallerde oluşmaya eğilimlidirler.

Evrimi​

Mars’la ilgili son keşifler gezegenin tarihi boyunca çeşitli belirleyici anlar yaşamış olduğunu ortaya koymuştur. Örneğin sıvı su izleri gezegenin atmosferinin vaktiyle bugünkünden daha kalın olduğunu, Kuzey Havzası izleri de çok büyük kütleli bir cisimle büyük bir çarpışma geçirmiş olduğunu ortaya koymaktadır. Gezegenin evrimiyle ilgili muhtemel açıklamalar şunlardır:

• Geçmişte büyük bir uydu iç kısmın üzerindeki gelgit etkisiyle kalıcı bir manyetik alanın oluşmasını sağlamış olabilir. Bu alan Mars atmosferini güneş rüzgârlarından korumuş ve yüzeyde sıvı su hareketlerinin meydana gelmesine olanak sağlamış olmalıdır.

Bu çarpışma bir yarımküresinin kabuğunun kalkmasına ve atmosfer tabakasının tahrip olmasına yol açmış olmalıdır. Mars’a geçmişte kuzey kutbu bölgesinden çarpan bu büyük cisim muhtemelen yörüngesi gelgit gücünün etkisiye bozulmuş bir uydusu olabilir. Düşen uydunun artık gelgit etkisi olmadığından manyetik alan zayıflamış ve yüzeye çarpan güneş rüzgârları atmosferin yeniden oluşmasını engellemiş olmalıdır.

Gezegende belirli bir kararlılığı sağlayan uydunun yokluğu beş milyon yıllık dengenin yalpalaması ya da bozulması demekti. Dengedeki bu bozulma, kutup bölgelerinin düzenli olarak ısınmasına, buzların bir parça erimesiyle sıvı suların oluşmasına ve dolayısıyla kutup dairesinde çizgilerin meydana gelmesine neden oldu.

Yörünge ve kendi çevresinde dönüş​

Mars’ın Güneş’ten ortalama uzaklığı yaklaşık 230.000.000 km (1,5 AU), yörünge süresi ise 687 Dünya günüdür.

Mars günü Dünya gününden biraz daha uzun olup, tam olarak 24 saat, 39 dakika ve 35,244 saniyedir. Bir Mars yılı 1.8809 Dünya yılıdır, yani Dünya zaman birimiyle tam olarak 1 yıl, 320 gün ve 18,2 saattir.

Mars’ın eksen eğikliği Dünya’nın eksen eğikliğine çok yakın olup, 25,19 derecedir. Dolayısıyla Mars’ta da Dünya’dakini andıran mevsimler meydana gelir. Fakat Mars mevsimlerinin süreleri Mars’ın yörünge süresinin uzunluğundan dolayı, Dünya mevsimlerinin sürelerinin iki katıdır.

Mars’ın nispi olarak söylenebilecek yörünge eksantrikliği (eksenel kaçıklık, dışmerkezlik) 0,09'dur; Güneş Sistemi’nde yalnızca Merkür bundan daha büyük bir eksantrikliğe sahiptir. Bununla birlikte Mars’ın geçmişte bugünkünden daha dairesel bir yörünge çizdiği bilinmektedir. 1,35 milyon Dünya yılı öncesinde Mars’ın eksantrikliği yaklaşık 0,002 idi, yani Dünya’nın bugünkü eksantrikliğinden de daha azdı.

Mars’ın eksantriklik devresi 96.000 Dünya yılıdır. Bununla birlikte Mars’ın 2,2 milyon yıllık bir eksantriklik devresi daha vardır. Son 35.000 yılda Mars’ın yörüngesinin eksantrikliği diğer gezegenlerin çekimsel etkileri dolayısıyla artmıştır. Mars ve Dünya’nın birbirlerine en yaklaştıkları zamanlarda aralarında bulunan mesafe gelecek 25.000 yılda biraz daha azalacaktır.

Doğal uyduları Phobos ve Deimos​

Mars’ın düzensiz biçimli, iki küçük doğal uydusu vardır. Kendilerine eski Yunan mitolojisindeki savaş ilahı Ares’e (Romalılar’da Mars) yardım eden çocuklarının adlarından esinlenerek Phobos ve Deimos adları verilmiş, gezegene çok yakın yörüngeler izleyen bu uydular muhtemelen bir Mars "Trojan asteroiti" olan 5261 Eureka gibi, gezegenin çekim alanına kapılarak uydu haline gelmiş asteroitlerdir. Fakat hava tabakası olmayan Mars’ın bu iki uyduya nasıl ve ne zaman sahip olduğu tam olarak anlaşılmış değildir. Üstelik bu büyüklükteki asteroitler çok nadirdir, özellikle ikili olanları. Bu büyüklükteki asteroitlere asteroit kuşağının dışında rastlanması durumu daha da garip kılmaktadır.

Her iki uydu da 1877’de Asaph Hall tarafından keşfedilmiştir. Phobos ve Deimos’un hareketleri Mars yüzeyinden bizim ‘ay’ımızın Dünya’dan görünüşüne kıyasla çok farklı olarak görünür. Phobos 11 saatte bir, batıdan doğar. Deimos ise, dolanım süresi 30 saat olmakla birlikte, 2,7 günde bir doğar. Her iki uydu da ekvatora yakın dairesel yörüngeler izlerler. Phobos ‘un yörüngesi Mars’tan kaynaklanan gelgit etkileri nedeniyle giderek küçülmektedir. Bu yüzden Phobos yaklaşık 50 milyon yıl içinde Mars’a çarpacaktır.