Araştırmacılar, Gezegen Yüzeylerini İnceleyerek Su Arayışında
Uluslararası bir ekip, Budapeşte Teknoloji ve Ekonomi Üniversitesi (BME) araştırmacıları tarafından geliştirilen matematiksel bir modeli kullanarak gezegenlerin yüzeyinde nasıl çatlaklar oluşabileceğinin gizemini çözdü. HUN-REN Macar Araştırma Ağı ve BME, yeni modelin suyun bir zamanlar var olmuş olabileceği alanları belirlemede yardımcı olabileceğini açıkladı.
Gezegenler genellikle ince, çatlamış kabuklarla kaplıdır. HUN-REN-BME Morfodinamik Araştırma Grubu ve Pennsylvania Üniversitesi’nden araştırmacılar, bu çatlak ağlarının zamanla nasıl evrimleştiğini tanımlamak için bir model geliştirdiler. Sonuçlar Salı günü Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri (PNAS) dergisinde yayımlandı.
Çalışma, modelin bir fotoğraftaki çatlak deseninin tamamını tek bir matematiksel model üzerinden yaklaşık olarak yeniden oluşturabilmesine dayanmaktadır.
Model, daha önce BME Matematik Enstitüsü Direktörü Péter Bálint ile yaptıkları bir çalışmanın ardından Macar araştırmacılar tarafından geliştirilen, diğer gezegen yüzey desenlerine uygulanan ilk modeldir.
Modelin girdisi, fotoğraftaki desenin en temel özelliklerinden biridir: düğümlerin geometrisidir. Model üzerinde yapılan analitik ve sayısal hesaplamalar, araştırmacıların bu özellik temel alarak üç ana çatlak deseni türünü belirlemelerine olanak sağlamıştır:
– Hiyerarşik çatlak desenleri, düzensiz T şeklindeki düğümler tarafından domine edilir: Bu sistemler, çatlakların ardışık olarak oluşturulduğu ve yeni çatlağın mevcut çatlaklar boyunca oluşturulduğu sistemlerdir. Örnekler, Yer’in kuruyan yüzeylerinde ve Venüs’ün çatlamış yüzeylerindeki çatlaklardır.
– Döngüsel olarak genişleyip daralan kırık desenleri, Y şekilli düğümler tarafından domine edilmektedir. Bu desenler, yüzey malzemesinin tekrarlanan hacim değişikliklerine uğradığı zamanlarda oluşmaktadır, örneğin, suyun varlığında. Bu, suyun varlığıyla olası şekilde oluşan Mars’ın belirli bölgelerindeki çatlaklardır.
Buz tarafından etkilenen çatlaklar ise X şeklindeki düğümler tarafından domine edilmektedir. Europa gibi buzla kaplı yüzeylerde, zamanla oluşan yeni çatlaklar genellikle eski çatlakları keser. Buzun tekrar donması, çatlakları “iyileştirerek” yeni desenlerin oluşmasına izin verir.
Macar ve Amerikalı araştırmacılar, çatlakların geometrisinin analizinin gezegenin yüzeyinde suyun bir zamanlar var olduğu veya hala var olduğu alanları belirlemede yardımcı olabileceğini söylüyor.
Örneğin, Mars’ta altıgen çatlak ağları, geçmişte düzenli su hareketinin gerçekleşmiş olabileceğini göstermektedir. Europa’daki enine çatlaklar, buz tabakanın altında sıvı bir okyanus olabileceğini destekleyen hipotezi desteklemektedir.
Yeni model, çatlak ağlarını sistemli olarak haritalamak için görüntü analiz metodlarının kullanılmasına olanak tanıyacaktır. Bu da jeologların büyük veri kümesinden kısa sürede anlamlı sonuçlar çıkarmasına yardımcı olacaktır.
“Bir sanatçının fotoğrafında bütün bir hikaye olabileceği gibi, şimdiki durumundaki kombinasyonel ortalamalardan geçmişi ve geleceği çıkarabiliriz. Bu desenler evrensel kurallara uygun olarak evriliyor ve model, materyal ve çevreye göre parametrelendirilebiliyor.” şeklinde konuşan BME Mimarlık Fakültesi Morfoloji ve Geometrik Modelleme Bölümü Başkanı ve HUN-REN-BME Morfodinamik Araştırma Grubu lideri Gábor Domokos açıkladı.
Araştırmanın sonuçları, gezegen bilimine yeni bir araç sağlıyor. Çatlak desenlerinin analizi, gelecekte uydu görüntülerinin bulunduğu gök cisimlerinin yüzeylerini incelememize yardımcı olabilir. Bu, yüzeyin morfolojisinin oluşumunda suyun önemli bir rol oynamış olabileceği alanları belirlememize ve böylece yaşam için uygun koşullar sağlamış olabileceği alanları belirlememize yardımcı olabilir.
Çalışmanın diğer bir Macar yazarı Krisztina Regős’e göre, bir sonraki adım, yapay zeka tabanlı görüntü analiz sistemlerinin geliştirilmesi gibi yöntemlerin otomasyonudur. Bu sistemler, uzay görüntülerinde çatlak ağlarının daha doğru ve verimli bir şekilde tanımlanmasını sağlayabilir.
