Ayımız havasız olsa da araştırmalar normalde oksijen ve su gerektiren bir pas türü olan hematitin varlığını işaret ediyor. Bu bilim adamlarının kafasını karıştırıyor.

Mars uzun zamandır pası ile biliniyor. Çok eski bir geçmişten gelen su ve oksijenle birleşen Mars’ın yüzeyindeki demir, Kızıl Gezegen’e renk özünü verir. Fakat bilim adamları son zamanlarda havasız Ay’ın üzerinde de pas olduğuna dair kanıt bulduklarında şaşırdılar. 

Science Advances dergisindeki yeni bir makale, Hint Uzay Araştırma Örgütü’nün, 2008 yılında Ay’ın yüzeyini incelerken su buzunu keşfeden ve çeşitli mineralleri haritalayan Chandrayaan-1 yörüngesine ait verileri değerlendiriyor. Hawaii Üniversitesi’nden baş yazar Shuai Li, bu suyu, Güney Kaliforniya’daki NASA’nın Jet Yürütme Laboratuvarı tarafından inşa edilen Chandrayaan-1’in Ay Mineralojisi Haritalama aracından veya M³’ten alınan verilerde kapsamlı bir şekilde inceledi. Suyun çeşitli mineraller üretmek için kaya ile etkileşime girdiğini ve M³, Ay’ın kutuplarının diğerlerinden çok farklı bir bileşime sahip olduğunu ortaya çıkaran spektrumları -veya yüzeylerden yansıyan ışık- tespit etti. 

Merakı uyanan Li, bu kutup spektrumlarına odaklandı. Ay’ın yüzeyi demir açısından zengin kayalarla doluyken, yine de hematitin spektral imzasıyla yakın bir eşleşme bulduğunda şaşırdı. Mineral; demir, oksijen ve suya maruz kaldığında oluşan bir demir oksit veya pas türüdür. Ancak Ay’ın oksijen veya sıvı suya sahip olmaması gerekiyor, peki o halde nasıl paslanabilir?

Metal Gizem

Gizem, Güneş’ten dışarı akan yüklü parçacıkların Dünya’yı ve Ay’ı hidrojenle bombardıman eden Güneş rüzgârıyla başlar. Hidrojen, hematit oluşumunu zorlaştırır. İndirgeyici olarak bilinen bu şey, etkileştiği malzemelere elektron eklediği anlamına gelir. Bu; hematit yapmak için gerekli olanın tam tersidir: Demirin paslanması için, elektronları uzaklaştıran bir oksitleyici gerektirir. Ve Dünya onu bu hidrojenden koruyan bir manyetik alana sahipken, Ay bu manyetik alana sahip değildir. 

Li, “Bu çok şaşırtıcı,” dedi. “Ay, hematitin oluşması için korkunç bir ortam.” Bu yüzden M³’ün verilerini karıştırmak ve hematit keşfini doğrulamak için JPL bilim adamları Abigail Fraeman ve Vivian Sun’a danıştı.

Fraeman, “İlk başta buna tamamen inanmadım. Mevcut koşullara göre Ay’da var olmamalı.” dedi. “Ancak Ay’da su keşfettiğimizden beri, insanlar eğer su kayalarla etkileşime girmiş olsaydı fark ettiğimizden çok daha çeşitli mineraller olabileceği şeklinde tahminlerde bulunuyorlar.”

Yakınca bir bakıştan sonra, Fraeman ve Sun M³’ün verilerinin gerçekten de ay kutuplarında hematit varlığını gösterdiğine ikna oldu.  Sun, “Nihayet, spektrumlar inandırıcı bir şekilde hematit taşıyordu ve neden Ay’da olduğuna dair bir açıklama yapılması gerekiyordu” dedi.

3 Anahtar Unsur

Onların makaleleri, böyle bir ortamda pasın nasıl oluşabileceğini açıklamak için üç çatallı bir model sunuyor. Yeni başlayanlar için, Ay bir atmosferden eksik olsa da aslında eser miktarda oksijene ev sahipliği yapıyor. Bu oksijenin kaynağı bizim gezegenimiz.  Dünyanın manyetik alanı gezegenin peşine bir rüzgâr hortumu gibi takılır. 2007’de, Japonya’nın Kaguya yörünge aracı, resmi olarak da bilindiği üzere, Dünya’nın üst atmosferinden gelen oksijenin, 239.000 mil (385,00 kilometre) Ay’a doğru seyahat eden bu arka manyeto kuyruğa binebileceğini keşfetti.

Bu keşif, Ay’ın Dünya’ya bakan yakın tarafında uzak tarafına göre nispeten daha fazla hematit bulan M³’ten alınan verilerle uyuşuyor. Li, “Bu, Dünya’daki oksijenin hematit oluşumunu tetikleyebileceğini gösterdi.” dedi. Ay, milyarlarca yıldır Dünya’dan uzaklaşıyor; bu sebeple, antik geçmişte ikisi daha yakınken bu çatlaktan daha fazla oksijen sıçraması da mümkün.

Sonra, güneş rüzgârı tarafından dağıtılan tüm o hidrojen meselesi var. Hidrojen, indirgeyici olarak oksitlenmenin oluşmasını önlemelidir. Fakat Dünya’nın manyeto kuyruğunun arabuluculuk etkisi vardır. Gezegenimizden Ay’a oksijen taşımanın yanı sıra, Ay’ın yörüngesinin belirli dönemlerinde (özellikle ne zaman dolunay aşamasındaysa) güneş rüzgarının %99’undan fazlasını da bloke eder. Bu, ay döngüsü sırasında pas oluşabildiğinde ara sıra pencereler açar.

Yapbozun üçüncü parçası sudur. Ay’ın çoğu kemik kadar kupkuruyken, uzak tarafındaki gölgeli ay kraterlerinde su buzu bulunabilir. Ama hematit o buzdan uzakta tespit edildi. Makale bunun yerine, ay yüzeyinde bulunan su moleküllerine odaklanıyor. Li, Ay’a düzenli olarak çöküp aynı zamanda hızlı da hareket eden toz parçacıklarının bu yüzey kaynaklı su moleküllerini serbest bırakarak bunları ay toprağındaki demirle karıştırabileceğini ileri sürüyor. Bu etkilerden kaynaklanan ısı, oksitlenme oranını artırabilir; toz parçacıklarının kendileri de bunları demir ile karışmaları için yüzeye yerleştirerek ayrıca su molekülleri de taşıyabilir. Tam da en doğru anlarda- yani Ay güneş rüzgarından korunduğunda ve oksijen mevcut olduğunda- paslanmaya neden olan bir kimyasal reaksiyon meydana gelebilir.

Suyun kayayla tam olarak nasıl etkileşime girdiğini belirlemek için daha fazla veriye ihtiyaç vardır. Bu veriler, başka bir gizemi açıklamaya da yardımcı olabilir: Ay’ın uzak tarafında, Dünya’nın oksijeninin ona ulaşamaması gereken yerde neden daha küçük miktarlarda hematit oluşuyor?

*More Science To Come*

Fraeman, bu modelin asteroitler gibi diğer havasız cisimlerde bulunan hematiti de açıklayabileceğini söyledi. “Küçük su parçaları ve toz parçacıklarının etkisi bu cisimlerdeki demirin paslanmasına neden olabilir” dedi.

Li, ay bilimi için heyecan verici bir zaman olduğunu belirtti. Apollo’nun son inişinden neredeyse 50 yıl sonra, Ay yine önemli bir varış yeri. NASA, önümüzdeki yıldan itibaren Ay’ı incelemek için düzinelerce yeni alet ve teknoloji deneyi göndermeyi ve ardından da Artemis programının bir parçası olarak 2024’te başlayan insan görevleri planlıyor.

JPL ayrıca Lunar Trailblazer adlı yörünge aracı için M³’ün yeni bir versiyonunu inşa ediyor. Enstrümanlarından biri olan Yüksek-çözünürlüklü Uçucu Maddeler ve Ay Mineralleri Haritalayıcısı (HVM³), Ay’da kalıcı olarak gölgelenen kraterlerdeki su buzunu haritalayacak ve hematitle ilgili yeni ayrıntıları da ortaya çıkarabilecek.

Sun, “Bu sonuçların güneş sistemimizde daha önce fark edilenden daha karmaşık kimyasal süreçler olduğunu gösterdiğini düşünüyorum” dedi. “Bu hipotezleri test etmek için Ay’a gelecekteki görevleri göndererek onları daha iyi anlayabiliriz.”

Çeviren: Serap Demirtaş

Revize Eden: Ecem Küçükdere

Kaynak: NASA