Oksijenin Olmadığı Mars Neden Paslı?

Bilinmezliklerle dolu uzaydaki gezegenler geçmişlerinde büyük gizemler barındırıyor. Bunlardan biri de Mars'ın kızıl rengini yüzeyindeki demirin korozyana uğraması ve paslanmasıyla kazanması. Peki, neredeyse hiç oksijenin olmadığı yerde bu paslanma nasıl yaşandı?

Gezegenler belki de tam olarak sayısını bile bilmediğimiz, bilsek bile sırlar kapısını henüz aralayamadığımız gizemlerle dolu. Özellikle oluşumları ve yapıları onlara ulaşmayı ne yazık ki imkânsız hale getirebiliyor. İnsanoğlunun ulaşabildiği gezegenlerin toplamı ise 1 elin parmaklarını geçmiyor.

İlk kez Neil Armstrong’un ayak bastığı uydumuz Ay, en parlak gezegen Venüs’te 20 dakika dayanabilen Rus uzay aracı Vanera 7 ve kızıl gezegen Mars yüzeyine gönderilen 3 araçla liste son buluyor. Peki kızıl gezegene neden kızıl diyoruz? Evet, rengi dolayısıyla olabilir. Ancak ona bu rengi veren şey ne?

Milliyet'in haberine göre normal şartlarda oksijen olmadan gerçekleşemeyecek paslanma, Mars yüzeyinde hiçbir yerde olmadığı kadar çok görülüyor. Yüzde 0,13 oranında oksijen barındırmasın rağmen Mars’a kızıl rengini veren ‘pas’ nasıl oluşuyor? Kızıl gezegeni esir alan pasın sırrı 3 milyar yıl öncesine dayanıyor.

3 mi̇lyar yıl önce Mars'ta ne oldu?

Gezegenler, milyarlarca yıllık yaşlı küreler. Simsiyah gökyüzünde ışıl ışıl gülümseyen bu bambaşka gezegenler henüz çözülememiş gizemlerle dolu. Kızıl gezegen Mars 3,8 milyar yıl önce oluşumunu tamamladığında, üzerinde ömrünün yalnızca 4’te biri kadar kalacak olan bir misafiri vardı. 28 Eylül 2015'e gelindiğinde Mars'ta yaşam koşullarını sağlayabilecek bir ortam oluşturmak amacıyla yapay fotosentez ile ilgili yapılan çalışmalar sonuç verdi. Mars’taki misafir bir zamanlar gezegenin oksijen kaynağı olan suydu. Üstelik kızıl gezegendeki su miktarı gezegenin 300 metre derinliğinde okyanusla kaplı olmasına yetecek kadardı. İşte her şey bu su yok olmaya başladığında oldu. Gezegenin yüzeyinde dünyadakinden katbekat fazla bulunan demir, oksijeni emiyordu. Artık gezegenin oksijen kaynağı olan su, Mars’ı yavaş yavaş kızıla boyamaya başlamıştı. Mars toprağı gezegenin oksijeniyle besleniyordu

Mars’ın atmosferi çok incedir. Yüzde 95 oranında karbondioksit, bunun yanında nitrojen ve argondan oluşur. Mars'ın yüzeyinde eski çağlarda gerçekleşmiş sel baskınlarının izleri hâlâ bulunuyor. Ancak şimdilerde Mars'ta suya sadece seyrek bulutlarda ve buzlaşmış toprakta rastlanıyor. Bazı Mars dağ eteklerinde de tuzlu su kalıntıları bulunuyor.

Her geçen gün bi̇raz daha azaldı, artık paslanmıyor

Demir dolu toprak her geçen gün kızıl gezegenin oksijen dolu sularıyla besleniyordu. Demir, oksijenle birleşiyor ve artık ‘demir oksit’ oluşuyordu. Böylece gezegenin rengi şimdi bildiğimiz rengine dönüşürken, yalnızca oksijen olan yerlerde gerçekleşmesi mümkün olan paslanma hız kesmeden sürüyordu. Ancak her şeyin bir sonu vardı ve Mars’ın oksijen kaynakları da demir dolu kayalar ve zemin tarafından tüketiliyordu. Günümüzde yüzde 0,13 olan oksijen miktarı ise paslanma başlamadan önce çok daha fazlaydı.

Bugünlerde kızıl renge bürünen gezegen, artık paslanmıyor. Çünkü yeterli oksijeni yok. Ancak, Mars yüzeyinde oksitleyici maddelerin hâlâ var olduğu araştırmalar sonucu kanıtlandı. Bu oksitleyici maddeler, Mars'taki malzemelerin korozyonuna da neden olabilir. Son zamanların en önemli bulgularından biri korozyonla yani paslanmayla ilgili. Gale kraterinde geçici sıvı su ve su aktivitesinin varlığı, F. Javier liderliğindeki bir ekip tarafından araştırıldı. Mars'ta (NASA'nın Curiosity gezgininin keşif bölgesi) Martin-Torres.9 Gözlemleri, gece olduğunda gezegenin yüzeyinin ilk 5 santiminde tuzlu suların oluşumunu destekleyen bulgular olduğunu ortaya koydu. Güneş doğduktan sonra ise bu kısım yeniden buharlaşıyor.

Her ne olursa olsun paslanmanın tek sebebi su değil. Tuzlu su diğer etkenlere oranla daha hızlı paslanmaya neden olsa da durum sadece suyun varlığıyla ilgili değil. Bunlardan biri de fotokimyasal reaksiyonlar, Mars yüzeyi güneşin ultraviyole (UV) ışınlarına doğrudan maruz kalıyor. Bu UV ışınları da Mars atmosferindeki karbondioksit ve su buharı moleküllerini parçalayarak serbest oksijen atomları oluşmasına neden oluyor. Serbest oksijen de yüzeydeki demirle reaksiyona girerek demir oksit oluşumuna zemin hazırlıyor. Bu fotokimyasal süreç Mars yüzeyindeki demir oksit oluşumunda önemli bir rol oynuyor. Eski çağlardan beri, yani en azından Mars’ın oluştuğu günden itibaren pas büyük bir sorun.

Demir, neme maruz kaldığında hızla paslanırken nasıl oluyor da paslanmaz hale geliyor?

Demir, yaklaşık 4 bin yıl önce Anadolu'da üretilmeye başlamıştı. Erken uygarlıklar demiri, silah, alet ve inşaat gibi birçok alanda kullanıyordu. Yani bu malzeme son derece değerliydi. Ancak demirin, ömrünün kısalmasına neden olan bir dezavantajı vardı. Paslanmaya karşı son derece hassas olan malzeme, doğası gereği korozyona karşı da savunmasızdı. Pas, demirin oksijen ve suyun reaksiyona girmesiyle oluşuyor ve demirden yapılan malzemelerin dayanıksız ve zaman içinde kırılgan bir hal almasına neden oluyordu. Bu olay tam olarak, demirin yüzeyine su moleküllerinin nüfuz etmesi ve metalin mikro çatlakları, suyun içeri girmesine izin vermesiyle oluyordu. Su içerisindeki hidrojen atomları, metaldeki moleküllerle birleşir ve süreç devam ettikçe daha fazla metal maruz kalıyordu. Yani bir şekilde su girişi engellense paslanmanın da önüne geçilebilirdi.

Dünyada işler asırlarca bu sorunla sürdürülemezdi. Birilerinin bir çözüm bulması gerekiyordu. Bilim insanları, 1820'lerde demir-krom alaşımlarının korozyona karşı dirençli özellikleri olduğunu keşfetti. Ancak doğru karbon ve krom oranını bulmak yıllar sürecekti. Çalışmalar tamamlandığında ortaya çıkan paslanmaz çelik, çevresiyle etkileşime girerek korozyonu önlemeyi başarmıştı. Alaşımın içindeki krom ve molibden, hava veya sudaki oksijenle birleşerek ince ama stabil bir metal oksit filmi oluşturuyor. Film, metalin yüzeyinde koruyucu tabaka sağlıyor, böylece demirin su ve oksijenle etkileşimi de engelleniyor. Yüzey çizildiğinde veya zarar gördüğünde, açıkta kalan iç tabaka hızla hava veya su ile reaksiyona girerek yeni bir koruyucu tabaka oluşturuyor. Mucizevi paslanmaz çelik bu özelliğiyle, kendini tamir edebiliyor. Ancak ne olursa olsun Mars’a bu teknolojinin gelmesi en azından birkaç sene içinde gelmesi pek de mümkün görünmüyor.