Mars'ın sessiz döneminden gelen haberci: NWA 13441 meteoritinin anlattıkları

Mars'ın tarihi, elimizdeki örneklerle eşit biçimde temsil edilmiyor. Gezegenin ilk milyar yılına ve son birkaç yüz milyon yılına ait kayalar görece iyi biliniyor; ancak aradaki uzun dönem, kabaca 2,4 milyar ile 600 milyon yıl öncesi arası, neredeyse boş bir sayfa gibi. Northwest Africa (NWA) 13441 adlı meteorit bu boşluğa nadir bir pencere açıyor. 2019'da Kuzeybatı Afrika'da, Cezayir'in güneyindeki çöl alanında bulunan ve yaklaşık 1,27 milyar yıl önce oluştuğu belirlenen bu magmatik kaya, Geochimica et Cosmochimica Acta dergisinde yayımlanan ayrıntılı bir çalışmanın konusu oldu.

Mars'tan Dünya'ya uzun yolculuk

Dünya'da bulunan Mars meteoritleri, gezegene çarpan büyük cisimlerin yüzeyden kopararak kaçış hızını aşacak şekilde uzaya fırlattığı kaya parçaları. Bu parçalar milyonlarca yıl boyunca Güneş çevresinde dolaştıktan sonra bir kısmı Dünya'ya düşüyor. Bugün koleksiyonlarda birkaç yüz Mars meteoriti bulunuyor; içlerinde hapsolmuş gaz kabarcıklarının bileşimi, Viking sondalarının 1976'da Mars atmosferinde ölçtüğü değerlerle birebir örtüştüğü için kökenleri kesin kabul ediliyor.

Bulunan Mars meteoritlerinin büyük çoğunluğu Sahra Çölü ve Antarktika'dan geliyor. Bunun nedeni, iki bölgenin de koyu renkli taşları fark etmeyi kolaylaştıran açık zeminlere sahip olması ve kuru koşulların kayaları uzun süre bozulmadan saklaması. Kuzeybatı Afrika'da bulunan meteoritler, kesin buluntu yeri bilinmediğinde "NWA" önekiyle ve bir sıra numarasıyla adlandırılıyor.

Bu koleksiyonun bazı üyeleri bilim tarihine geçti. Antarktika'da bulunan ALH84001, yaklaşık 4,1 milyar yaşıyla Mars'ın en eski dönemlerinden haber veriyor ve 1996'da içinde mikroskobik yaşam izleri bulunduğu iddiasıyla dünya gündemine oturmuştu. Gayriresmî adı "Kara Güzel" olan NWA 7034 ise içindeki 4,4 milyar yıllık zirkon kristalleriyle gezegenin kabuğunun ne kadar erken oluştuğunu gösterdi. NWA 13441, bu ünlü örneklerin bıraktığı zaman boşluğunu doldurması bakımından ayrı bir değer taşıyor.

Nadir bir izotop imzası

NWA 13441'i öne çıkaran özellik, magmatik bir kaya olmasına rağmen taşıdığı neodimyum izotop oranları. Neodimyum ve samaryum gibi nadir toprak elementlerinin izotopları, bir kayanın kaynaklandığı manto bölgesinin ne zaman ve nasıl ayrıştığını izlemeye yarayan hassas saatler gibi çalışıyor. Bu meteoritteki oranlar, Güneş Sistemi'nin yaklaşık 4,56 milyar yıl önceki ilk evrelerinden kalan ve hiç erimemiş kondrit meteoritlerin imzasına benziyor. Başka bir deyişle, kayayı oluşturan magma, gezegenin oluşumundan bu yana neredeyse hiç işlenmemiş, ilkel kalmış derin bir kaynaktan gelmiş görünüyor.

Çalışmanın baş yazarı jeokimyacı Ethan Baxter, bu bulgunun Mars'ın derin katmanlarının bazı bölgelerinin oluşumdan bu yana büyük ölçüde bozulmadan kaldığını gösterdiğini belirtiyor. Bunun mümkün olmasının başlıca nedeni, Mars'ta Dünya'dakine benzer levha tektoniğinin bulunmaması. Dünya'da kabuk sürekli olarak mantoya geri gömülüp karışırken, Mars'ta böyle bir geri dönüşüm mekanizması işlemediği için manto bölgeleri milyarlarca yıl boyunca birbirinden yalıtılmış kalabildi. Baxter'a göre meteorit, gezegenin daha önce hiç örneklenmemiş bir kaynak bölgesinden kopmuş.

Mars'ın orta yaşı neden önemli?

Gezegen bilimciler Mars'ın tarihini üç ana döneme ayırıyor. En eski Nuhiyen (Noachian) döneminde gezegen yoğun çarpmalara maruz kalmış ve yüzeyinde akan su bol izler bırakmıştı. Ardından gelen Hesperiyen döneminde volkanizma yoğunlaştı ve iklim giderek kurudu. Yaklaşık 3 milyar yıl önce başlayan ve bugüne uzanan Amazoniyen dönem ise soğuk, kuru ve görece sakin bir Mars'ı temsil ediyor. NWA 13441'in yaşı, bu son dönemin daha az bilinen orta kesimine denk geliyor.

Bu aralığın önemi, Mars'ın iç ısısının nasıl azaldığını ve volkanik etkinliğin nasıl söndüğünü anlamak için kritik olmasından kaynaklanıyor. Gezegenin büyük kalkan volkanları, örneğin Olympus Mons, milyarlarca yıl boyunca aralıklı olarak etkin kaldı. Bu süre zarfında magmanın hangi derinliklerden ve hangi kaynaklardan beslendiğini bilmek, gezegenin iç yapısının zaman içindeki evrimini modellemek için gerekli. NWA 13441, hem magmatik hem de ilkel izotopik özellikleri bir arada taşıyan nadir bir örnek olarak, Mars'ın içinin tahmin edilenden daha çeşitli ve katmanlı olduğunu gösteriyor.

Bu tür meteoritler, Mars yüzeyinden örnek getirme görevlerinin henüz gerçekleşmediği bir dönemde gezegenin kimyasına doğrudan dokunmanın tek yolu olmaya devam ediyor. NASA'nın Perseverance gezgini Jezero kraterinde örnek tüpleri biriktirse de bu örneklerin Dünya'ya ne zaman getirileceği belirsiz. O güne kadar Sahra'nın kumları arasından çıkan her yeni Mars taşı, gezegenin hikâyesindeki boşlukları doldurmak için değerli bir veri kaynağı olacak.