3.2 Yer ve Yersel Gezegenler
Çizelge 3.1 de; gezegenlerin
büyüklükleri, kütleleri ve kimyasal bileşimleri göz önüne alındığında iki ayrı
gruba ayrıldıkları hemen farkedilmektedir. Güneş’e yakın olan Merkür, Venüs, Yer
ve Mars’a yersel gezegenler; sistemin daha dışında olan Jüpiter, Satürn, Uranüs
ve Neptün’e ise dev gezegenler denir. Gerçekten de ikinci grup gezegenlerin
yarıçapları ve kütleleri, yersel gezegenlere göre çok büyüktür. Önceleri gezegen
olarak bilinen Pluto, özellikleri bakımından ve yeni gezegen tanımından dolayı
bu iki gruptan birine girmez. Bu iki grubu birbirinden sadece yarıçap, kütle ve
kimyasal birleşimleri ayırmaz. Yoğunluk, basıklık ve uydu sayılarına
baktığımızda da belirgin farklılıklar olduğunu görürüz. Bu, Çizelge 3.1’de
görülmektedir.
Çizelge 3.1: Yersel gezegenlerin dev
gezegenlerle karşılaştırılması.
| Kullanılan Kriter | Yersel Gezegenler | Dev Gezegenler |
| Yarıçap | Küçük | Büyük |
| Kütle | Küçük | Büyük |
| Yoğunluk | Çok | Az |
| Basıklık | Az | Çok |
| Uydu | Az veya hiç yok | Çok |
Atmosfer yapıları |
He, H gibi elementler serbest olarak bulunmazlar. | He, H dahil hafif ve ağır elementler serbest veya bileşikler hâlinde bulunurlar. |
Şekil 3.5: Fotografta yersel
gezegenler görülmektedir. Venüs ve Yer hemen hemen aynı büyüklük ve kütleye
sahipken Mars bunların yarısı büyüklüğünde ve kütlesi de çok azdır. Merkür'ün
Mars'dan çok küçük olduğuna dikkat edelim.
Yersel gezegenlerin kimyasal
yapıları, kayasal materyal ve demirdir. Bu nedenle hemen hemen tamamen gazdan
oluşmuş dev gezegenlere göre ortalama yoğunlukları yaklaşık üç kez daha
fazladır. Belirgin bir yüzeyleri vardır, bu nedenle Merkür dışında diğer iki
yersel gezegenin yüzeylerine uzay aracı indirilerek onları inceleme olanağı
doğmuştur.
Gezegenlerin kütlelerini Newton
yasalarını kullanarak duyarlı saptamanın birçok yöntemi vardır. Bu yöntemlerden
en önemlisi uydu yörüngelerinin saptanmasıdır. Eğer gezegenin uydusu yok ise ona
gönderilen bir uzay aracının gezegen çevresindeki yörüngesinden veya uydu
gezegene yakın geçiş yapıyorsa, gezegenin o yapay uyduya uyguladığı çekimsel
kuvvetten bulunur. Bir küçük gezegen, eğer büyük bir gezegenin yanından geçerken
yörüngesindeki değişimler gözlenmişse aynı matematiksel yöntemle gezegenin
kütlesi duyarlı olarak bulunur.
Yersel gezegenler içinde belirgin
bir atmosferi olmayan sadece Merkür’dür. Venüs, çok yoğun bir atmosfere
dolayısıyla kalın bulutlara sahip olduğundan yüzeyini görmek olanaksızdır.
Mars’ın atmosferi ise Yer atmosferine göre daha az yoğundur. Gezegenler,
atmosferlerinden uzaya madde kaybederler. Bu olaya, buharlaşma süreci denir.
Buharlaşma, atmosfer sıcaklığı yüksek ve yüzey çekimi düşük olan gezegenlerde
çok daha etkindir. Gezegenlerin yüzey sıcaklıkları, Güneş’ten yüzeylerine gelen
enerjiye bağlıdır. Bu nedenle Güneş’e yakın olan gezegenlerin yüzey
sıcaklıkları, uzaktaki gezegenlere göre daha yüksektir. Merkür, küçük
kütlesinden dolayı yüzey çekim ivmesi az ve sıcaklığı yüksek olduğundan
atmosferini tutamamıştır. Venüs, Yer ve Mars yine atmosfer sıcaklıklarının
yüksek olmasından dolayı hafif gazlarını tutamamış ve uzaya kaybetmiştir.
Örneğin hidrojen gazı, yersel gezegenlerde %1’in çok altında bulunurken, Jüpiter
atmosferinin %90’nını oluşturur.
Şekil 3.6: Tüm yersel gezegenlerin
uzaydan görünüşü ve onların yüzeyleri görülmektedir.
Atmosfere sahip yersel gezegenler;
Venüs, Yer ve Mars Güneş’ten aldıkları enerjiye göre hesaplanan ortalama yüzey
sıcaklıklıkları, gözlenen sıcaklıklardan daha düşüktür. Sera etkisinden
kaynaklanan bu fark ortalama olarak; Venüs’te 500°C, Yer’de 35°C ve Mars’ta
5°C’dir. Sera etkisi, Güneş’ten gelen enerjinin gezegen atmosferinde
tutulmasıdır. Atmosferde soğurulan enerji dışarı kolayca kaçamaz, dolayısıyla
sıcaklık hızla artar. Sera etkisinin büyük olması gezegen atmosferinin
yoğunluğuna ve içinde bulundurduğu CO2'in miktarına
bağlıdır.
Mevsimler, birim yüzeye gelen
enerjinin değişmesinden kaynaklanır. Atmosfer hareketleri iklimi yumuşatır.
Atmosfer hareketleri olmasaydı iklim çok sert olurdu. Hiç atmosfer yoksa, gece
ve gündüz arasındaki sıcaklık farkı büyük olur. Merkür'ün belirgin bir atmosferi
olmadığı için Güneş’e bakan yüzü ile bakmayan yüzü (gece-gündüz) arasındaki sıcaklık
farkı 500-600°C kadardır. Dünyada atmosfer olmasaydı gece-gündüz arasındaki
sıcaklık farkı 80-90°C olurdu. Ay ve Merkür’de belirgin bir atmosfer olmadığını
biliyoruz. Hava olmadığından yüzeyinde sıvı su da bulunduramaz, çünkü basınç
olmadığından su hemen buharlaşır. Bu nedenle eğer bir zamanlar bu gök
cisimlerinin yüzeylerinde su bulunmuş olsa bile hemen buharlaşmıştır ve kütlesel
çekim kuvvetleri küçük olduğundan, diğer gazlarla birlikte uzaya kaçmıştır.
Şekil 3.7: Venüs, Yer ve Mars
atmosferlerinde yükseklik ile sıcaklıklık değişiminin karşılaştırılması.
Sıcaklık değişimlerinin olduğu bölgeler atmosfer katmanlarının sınırlarını
belirler. Örneğin; sıcaklık Yer yüzeyinden yukarı çıktıkça düşer fakat yaklaşık
18. km’de tekrar artmaya başlar. İşte bu ilk katmana Troposfer adı verilir.
Stratosfer, Mezosfer ve Termosfer atmosferin diğer katmanlarıdır. Şekil dikkatli
incelendiğinde, bazı gezegen atmosferlerinde bu dört katmanın hepsinin de var
olmadığını görüyoruz.
Gezegenlerde yüzey şekillerinin
zamanla değişimi üç nedenden kaynaklanır: Aşınma, bombardıman süreci ve volkanik
süreç. Meteorolojik aşınma ile arazinin düzleşmesi için yeterli yoğunluğa sahip
bir atmosfer gerekir. Göktaşlarının çarpması sonucu yüzeyde krater açılırken
kraterden dışarı çıkan materyel krater yöresine dağılarak arazinin değişimine
neden olabilir. Eğer atmosfer yoksa yüzeyde krater yoğunluğu fazla olacaktır.
Yine aynı nedenle meteorolojik etmenlerle oluşacak aşınma da az
olmayacaktır.
Deprem sırasında meydana gelen
dalgaların sismograf kayıtları, gezegenin iç yapısı hakkında bilgi verir. Bu
dalgalar; P (birincil), S (ikincil) ve L (uzun) dalgaları olmak üzere üç
türlüdür. S dalgaları sıvı ortamlarda hareket edemez, eğer bu dalga bir sıvı
ortamdan geçiyorsa bunu sismograflar kaydedemez. Yeryüzü’nün her tarafına
dağılmış sismografların yardımıyla yapılan ölçümlerle gezegen çekirdeğinin sıvı
olup olmadığı anlaşılabilmektedir. Yine aynı amaçla Ay ve Mars’a sismograflar
yerleştirilmiştir. Fakat Ay’da depremlerin az olması, Mars’ta ise rüzgâr
etkinliğinin fazla olması nedeniyle kesin sonuçlara tam olarak
ulaşılamamıştır.
Şekil 3.8: Çeşitli gözlemler
sonucunda yapılan yersel gezegenlerin ve Ay’ın iç yapı modelleri. Kabuk, manto
ve çekirdeği birbirinden ayıran en temel özellik onların kimyasal
birleşimleridir. Tüm yersel gezegenlerde kabuğun ne denli ince olduğu
görülmektedir.
Gezegenin kimyasal yapısını oluşturmada onun
ortalama yoğunluğu bize önemli bilgi sağlar. Doğru bir model yapabilmek için her
materyalden uygun oranda alınmalıdır. Örneğin; gezegenin yüzeyi silikatlardan
oluşmuş ise ve biz tüm iç yapı da silikattır dersek, hata yaparız, çünkü bu
materyalin yoğunluğu düşüktür. Ortalama yoğunluğu tutturabilmek için modelimize
demir, nikel gibi ağır materyaller koymamız gerekecektir. Ortalama yoğunluğu
çeşitli materyallerle sağlamak mümkündür. Bu noktada güneş sisteminin oluştuğu
Güneş bulutsusunun kimyasal yapısı bize yardım edebilir. Örneğin demir ve çinko
aynı yoğunluğa sahiptir, fakat Güneş bulutsusunda demirin bolluğu çinkoya göre
daha fazla olduğu için, gezegenin merkezinde de demir daha çoktur,
diyebiliriz.
Çizelge 3.2: Gezegenlerde bol olarak
bulunan materyallerin belirli fizilksel koşullarda yoğunlukları.
| Materyal | Yoğunluk
(p=1 bar
T=0°C)
|
| Su | 0.998 gr/cm3 |
| Granit | 2.600 |
| Basalt | 2.900 |
| Demir Sülfür (FeS) | 4.840 |
| Demir Oksit (FeO) | 5.700 |
| Demir | 7.900 |
| Nikel | 8.900 |
