Mars genel dolaşım modeli
Mars genel dolaşım modeli (İngilizce: Mars general circulation model - GCM), NASA'nın Mars atmosferinin genel dolaşımının doğasını, bu dolaşımı nelerin tetiklediğini ve uzun vadede Mars'ın iklimini nasıl etkilediğini anlamak için yürüttüğü bir araştırma projesinin ürünüdür.
İşleyişi
[değiştir | kaynağı değiştir]Mars iklim modeli; gazlar tarafından atmosferin ısıtılması, yüzey ile hava arasındaki ısı aktarımı ve büyük ölçekli atmosferik hareketler gibi süreçleri temsil eden, karmaşık ve 3 boyutlu (yükseklik, enlem, boylam) bir modeldir.[1] Model ayrıca, uzay araçlarının gözlemlerinden elde edilen jeofiziksel sınır koşullarını da kullanır. Bu sınırlar arasında Mars topografyası, albedo (yüzey yansıtıcılığı) veya ısıl atalet gibi veriler bulunabilir.[2] Modelin dinamiği ve fiziği çözülerek gezegenin süreçlerine dair genel bir anlayış kestirilebilir.[3]
Mevcut model, BOINC gibi dağıtılmış hesaplama sistemlerinde kullanılmak üzere henüz uyarlanmamıştır.
Tarihçe
[değiştir | kaynağı değiştir]Bir Mars genel dolaşım modeli oluşturmaya yönelik ilk girişim, Leovy ve Mintz tarafından bir Dünya modelini alıp Mars koşullarına uyarlamalarıyla yapılmıştır. Bu öncül model, karbondioksidin atmosferde yoğuşmasını ve kış mevsimindeki orta enlemlerde geçici baroklinik dalgaların varlığını tahmin etme yeteneğine sahipti.[4] Bu çalışmanın ardından NASA Ames Araştırma Merkezine bağlı uzmanlar, modeli geliştirmek ve Mars'ın hava durumu ile iklimi hakkında daha fazla bilgi edinmek için daha fazla veri eklemeye başladılar. Mars iklim simülasyon modellerinin geçmişi, Viking programının Mars görevlerine kadar uzanmaktadır. O dönemdeki modellerin çoğu, hiçbir zaman yeniden kullanılmayan veya açık kaynaklı hale getirilmeyen bireysel araştırmacılar tarafından yazılmıştı. 1990'lı yıllara gelindiğinde, internetin iklim modellemesine ve araştırmalarına olan genel etkisi sayesinde, birleşik bir model kod temeline duyulan ihtiyaç ortaya çıktı. Mevcut Mars iklim simülasyonu modeli de kökenlerini bu internet çağından almaktadır.
2007 yılında Jeff Hollingsworth, Ames Mars GCM grubunun liderliğini devraldı. NASA Genel Merkezinin desteğiyle, araştırma topluluğuna daha fazla hizmet sunmak amacıyla bir Mars İklim Modelleme Merkezi (İngilizce: Mars Climate Modeling Center - MCMC) kuruldu. 2019 yılından bu yana Melinda Kahre, MCMC'nin liderliğini yürütmekte ve daha yüksek çözünürlüklü modelleme sağlamak amacıyla küp-küre sonlu hacimler (FV3-tabanlı) tekniğine dayanan yeni bir Mars genel dolaşım modelinin geliştirilmesine yardımcı olmuştur.[5] Bu yeni FV3-tabanlı model, daha eski olan enlem-boylam dinamik çekirdeğine sahip modelin (Eski Mars GCM) yerini almıştır. Mars'ın genel dolaşımına ilişkin eski ve yeni modellere halkın erişimini sağlamak için başka iyileştirmeler de yapılmıştır. MCMC, yakın zamanda Mars genel dolaşım modelini analiz etmek ve görselleştirmek için açık kaynaklı bir araç olan Topluluk Analiz Platformu'nu (İngilizce: Community Analysis Pipeline - CAP) sunmuştur. Proje, Mars verilerine erişimi kolaylaştırıp artırarak bilim insanları ve araştırmacılara görevlerden elde edilen verilere katkıda bulunmaları için daha fazla fırsat sağlamayı hedeflemektedir.[6]
Mars genel dolaşım modelini kullanan araştırmalar
[değiştir | kaynağı değiştir]Mars genel dolaşım modeli, gezegeni daha iyi anlamak için araştırmacılar tarafından kullanılan bir araç olmuştur. Model; aktif karbondioksit, basınç, toz ve su döngüleri de dahil olmak üzere çeşitli Mars döngülerini içerir. Bu unsurlar bir araya geldiğinde gezegenin atmosfer kimyası hakkında değerli bilgiler sunar.[3] Model, uzay araçlarından alınan verilerin yorumlanmasına ve analiz edilmesine yardımcı olarak kullanılır ve gezegenle ilgili cevaplanmamış soruları olan çok sayıda disipline uygulanır.
Modeli kullanan bazı güncel araştırmalar; 2018'deki küresel toz fırtınası sırasında yüksek irtifada bol miktarda su buharı birikmesine yol açan süreçleri belirlemek,[7] Mars'ın termosferik dalgalarını yorumlamak[8] ve gezegenin yörüngesel değişikliklerinin dolaşım ve iklim sistemine olan etkilerini incelemek[9] gibi daha birçok konuyu kapsamaktadır. 2016 yılında fırlatılan ExoMars Trace Gas Orbiter yörünge aracı, biyolojik ve/veya jeolojik süreçlerin bir işareti olabilecek metan ve diğer iz elementlere dair kanıtlar bulma umudunu taşıyordu.[10] ExoMars TGO üzerindeki NOMAD spektrometre cihazı, veri yorumlama ve analizinin büyük bir kısmı için Mars genel dolaşım modeline dayanacaktır.[3] MAVEN'in Ultraviyole Görüntüleme Spektrografı (IUVS) gibi diğer uzay aracı cihazlarından elde edilen su-buzu ve toz sonuçları da dolaşım modeliyle karşılaştırılmıştır.[1] Mars'a sürekli olarak yeni uzay araçlarının gönderilmesiyle veriler hızla güncellenmekte ve Mars modeli giderek daha da gelişmiş bir hale gelmektedir.[3]
Mars'taki metan
[değiştir | kaynağı değiştir]
Mars atmosferi 10 nmol/mol metan (CH4) içerir.[11] 2014 yılında NASA, Curiosity keşif aracının 2013 sonu ile 2014 başında çevresindeki atmosferde metan miktarındaki on katlık bir artışı (bir "ani yükseliş") tespit ettiğini bildirdi. Bu dönemde iki ay boyunca alınan dört ölçümün ortalaması 7,2 ppb olarak ölçüldü ve bu da Mars'ın bilinmeyen bir kaynaktan aralıklı olarak metan ürettiğini veya saldığını ima etmektedir.[12] Bu dönemin öncesinde ve sonrasında yapılan ölçümlerde ise ortalama değerler bu seviyenin yaklaşık onda biri kadardı.[12][13][14] NASA, 7 Haziran 2018 tarihinde atmosferik metanın arka plan seviyesinde döngüsel bir mevsimsel değişiklik olduğunu duyurdu.[15][16][17]
Mars'taki metanın kökenine ilişkin başlıca adaylar arasında su-kayaç reaksiyonları, suyun radyolizi ve pirit oluşumu gibi biyolojik olmayan süreçler bulunmaktadır. Bu süreçlerin tamamı, daha sonra CO ve CO2 ile Fischer-Tropsch sentezi yoluyla metan ve diğer hidrokarbonları üretebilecek H2 açığa çıkarır.[18] Ayrıca metanın; Mars'ta yaygın olduğu bilinen olivin minerali ile su ve karbondioksiti içeren bir süreçle de üretilebileceği gösterilmiştir.[19]
Metanojenler gibi yaşayan mikroorganizmalar başka bir olası kaynaktır ancak Mars'ta bu tür organizmaların varlığına dair hiçbir kanıt bulunamamıştır.[20][21][22]
Diğer gezegenler
[değiştir | kaynağı değiştir]Jüpiter, Satürn, Neptün ve Venüs için yazılmış küresel iklim simülasyon modelleri de bulunmaktadır.[23]
Ayrıca bakınız
[değiştir | kaynağı değiştir]Kaynakça
[değiştir | kaynağı değiştir]- ^ a b "Mars General Circulation Model – Research". NASA. 10 Şubat 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 25 Şubat 2007.
- ^ Daerden, F.; Neary, L.; Viscardy, S.; García Muñoz, A.; Clancy, R.T.; Smith, M.D.; Encrenaz, T.; Fedorova, A. (Temmuz 2019). "Mars atmospheric chemistry simulations with the GEM-Mars general circulation model". Icarus. 326: 197-224. Bibcode:2019Icar..326..197D. doi:10.1016/j.icarus.2019.02.030. ISSN 0019-1035.
- ^ a b c d Neary, L.; Daerden, F. (Ocak 2018). "The GEM-Mars general circulation model for Mars: Description and evaluation". Icarus. 300: 458-476. Bibcode:2018Icar..300..458N. doi:10.1016/j.icarus.2017.09.028. ISSN 0019-1035.
- ^ Leovy, Conway; Mintz, Yale (1 Kasım 1969). "Numerical Simulation of the Atmospheric Circulation and Climate of Mars". Journal of the Atmospheric Sciences (İngilizce). 26 (6): 1167-1190. Bibcode:1969JAtS...26.1167L. doi:10.1175/1520-0469(1969)026<1167:NSOTAC>2.0.CO;2. ISSN 0022-4928. 7 Haziran 2025 tarihinde kaynağından arşivlendi7 Haziran 2025.
- ^ Haberle, Robert M.; Kahre, Melinda A.; Barnes, Jeffrey R.; Hollingsworth, Jeffery L.; Wolff, Michael J. (Ocak 2020). "MARCI observations of a wavenumber-2 large-scale feature in the north polar hood of Mars: Interpretation with the NASA/Ames Legacy Global Climate Model". Icarus. 335: 113367. Bibcode:2020Icar..33513367H. doi:10.1016/j.icarus.2019.07.001
. ISSN 0019-1035.
- ^ Chaudhary, Aashish (2 Eylül 2015). Climatepipes: User-friendly data access, data manipulation, data analysis and visualization of community climate models Phase II. Office of Scientific and Technical Information (OSTI). doi:10.2172/1213562.
- ^ Neary, L.; Daerden, F.; Aoki, S.; Whiteway, J.; Clancy, R. T.; Smith, M.; Viscardy, S.; Erwin, J.T.; Thomas, I. R.; Villanueva, G.; Liuzzi, G.; Crismani, M.; Wolff, M.; Lewis, S. R.; Holmes, J. A. (16 Nisan 2020). "Explanation for the Increase in High-Altitude Water on Mars Observed by NOMAD During the 2018 Global Dust Storm". Geophysical Research Letters (İngilizce). 47 (7). Bibcode:2020GeoRL..4784354N. doi:10.1029/2019GL084354. hdl:11563/159356 . ISSN 0094-8276. 25 Temmuz 2025 tarihinde kaynağından arşivlendi7 Haziran 2025.
- ^ Joshi, Manoj M.; Hollingsworth, Jeffery L.; Haberle, Robert M.; Bridger, Alison F. C. (Mart 2000). "An interpretation of Martian thermospheric waves based on analysis of a general circulation model". Geophysical Research Letters (İngilizce). 27 (5): 613-616. Bibcode:2000GeoRL..27..613J. doi:10.1029/1999GL010936. ISSN 0094-8276. 11 Ocak 2025 tarihinde kaynağından arşivlendi7 Haziran 2025.
- ^ Haberle, Robert M; Murphy, James R; Schaeffer, James (Ocak 2003). "Orbital change experiments with a Mars general circulation model". Icarus. 161 (1): 66-89. Bibcode:2003Icar..161...66H. doi:10.1016/s0019-1035(02)00017-9. ISSN 0019-1035.
- ^ "ExoMars Factsheet". www.esa.int (İngilizce). 17 Mayıs 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Mayıs 2024.
- ^ ESA Press release. "Mars Express confirms methane in the Martian atmosphere". ESA. 24 Şubat 2006 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Mart 2006.
- ^ a b Webster, C. R.; Mahaffy, P. R.; Atreya, S. K.; Flesch, G. J.; Mischna, M. A.; Meslin, P.-Y.; Farley, K. A.; Conrad, P. G.; Christensen, L. E. (23 Ocak 2015). "Mars methane detection and variability at Gale crater" (PDF). Science. 347 (6220): 415-417. Bibcode:2015Sci...347..415W. doi:10.1126/science.1261713. ISSN 0036-8075. PMID 25515120. 22 Temmuz 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF)7 Haziran 2025.
- ^ Webster, Guy; Neal-Jones, Nancy; Brown, Dwayne (16 Aralık 2014). "NASA Rover Finds Active and Ancient Organic Chemistry on Mars". NASA. 17 Aralık 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Aralık 2014.
- ^ Chang, Kenneth (16 Aralık 2014). "'A Great Moment': Rover Finds Clue That Mars May Harbor Life". The New York Times. 16 Aralık 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Aralık 2014.
- ^ Chang, Kenneth (7 Haziran 2018). "Life on Mars? Rover's Latest Discovery Puts It 'On the Table' - The identification of organic molecules in rocks on the red planet does not necessarily point to life there, past or present, but does indicate that some of the building blocks were present". The New York Times. 28 Mayıs 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 8 Haziran 2018.
- ^ Webster, Christopher R. (8 Haziran 2018). "Background levels of methane in Mars' atmosphere show strong seasonal variations". Science. 360 (6393): 1093-1096. Bibcode:2018Sci...360.1093W. doi:10.1126/science.aaq0131 . hdl:10261/214738 . PMID 29880682.
- ^ Eigenbrode, Jennifer L. (8 Haziran 2018). "Organic matter preserved in 3-billion-year-old mudstones at Gale crater, Mars". Science. 360 (6393): 1096-1101. Bibcode:2018Sci...360.1096E. doi:10.1126/science.aas9185 . hdl:10044/1/60810 . PMID 29880683.
- ^ Mumma, Michael (2010). "The Astrobiology of Mars: Methane and Other Candinate Biomarker Gases, and Related Interdisciplinary Studies on Earth and Mars" (PDF). Astrobiology Science Conference 2010. Astrophysics Data System. Greenbelt, MD: Goddard Space Flight Center. Erişim tarihi: 24 Temmuz 2010.
- ^ Oze, C.; Sharma, M. (2005). "Have olivine, will gas: Serpentinization and the abiogenic production of methane on Mars". Geophys. Res. Lett. 32 (10): L10203. Bibcode:2005GeoRL..3210203O. doi:10.1029/2005GL022691 .
- ^ Oze, Christopher; Jones, Camille; Goldsmith, Jonas I.; Rosenbauer, Robert J. (7 Haziran 2012). "Differentiating biotic from abiotic methane genesis in hydrothermally active planetary surfaces". PNAS. 109 (25): 9750-9754. Bibcode:2012PNAS..109.9750O. doi:10.1073/pnas.1205223109 . PMC 3382529 . PMID 22679287.
- ^ Staff (25 Haziran 2012). "Mars Life Could Leave Traces in Red Planet's Air: Study". Space.com. 9 Ekim 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 27 Haziran 2012.
- ^ Krasnopolsky, Vladimir A.; Maillard, Jean Pierre; Owen, Tobias C. (Aralık 2004). "Detection of methane in the martian atmosphere: evidence for life?". Icarus. 172 (2): 537-547. Bibcode:2004Icar..172..537K. doi:10.1016/j.icarus.2004.07.004.
- ^ "Videos – Climate Dynamics Group". 31 Mayıs 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Haziran 2025.
| Coğrafya | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Astronomi |
| ||||||||||
| Araştırma |
| ||||||||||
| İlgili | |||||||||||
