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* Cerberus Fossae 지역의 균열을 따라 어두운 화산 퇴적물이 새로운 증거
* 화성 지하에 있는 약 1천km 길이와 100m 폭의 참호 Cerberus Fossae에서 이상 발견
* 어두운 물질이 겨우 약 5만3천 년 전에 분화에 의해서 뿌려졌다고 결론
* 상승하는 마그마와 이 지역의 얼음 기질과의 상호 작용은 미생물 생명에 유리한 조건 제공

화성은 화산 활동 중인가?
화산 퇴적물은 지난 5만 년 이전에 형성됐을 수 있다.

숨겨진 불 :
얼음 표면 깊은 곳에서 화성은 여전히 ​​화산 활동을 할 수 있다.
Cerberus Fossae 지역의 균열을 따라 어두운 화산 퇴적물이 이에 대한 새로운 증거를 제공한다. 이 물질은 지난 5만 년 동안 틈새 분출로만 분출될 수 있었다고 연구원들은 보고했다. 이 지역의 여러 화성 지진은 지하에서 지속적인 마그마 이동을 나타낼 수도 있다. 

▲ 화성 표면의 균열에 있는 이 어두운 퇴적물은 상대적으로 최근의 폭발에서 비롯되었을 수 있다. © NASA / JPL, MSSS / The Murray Lab

올림푸스 몬스 (Olympus Mons)와 같은 거대한 화산뿐만 아니라 용암 동굴, 고대 용암 흐름 및 원시 초 화산의 유물도 화성에 불타는 과거가 있다는 사실을 보여준다. 이웃 행성에서 화산 활동이 얼마나 오래 지속됐는지는 논쟁거리다. 산의 불은 분명히 꺼져 있지만 지하에서는 지속적인 마그마 활동이 있을 수 있다. 이것의 가능한 징후에는 화성 지진과 행성의 극지방 만년설 아래에 액체 물의 존재가 포함된다.

비정상적인 축적

이제 투손에 있는 행성 과학 연구소의 데이빗 호르배트(David Horvath)가 이끄는 팀이 화성에서 활발한 화산 활동의 새로운 증거를 발견했다. 화성의 엘리시움 플라니티아(Elysium Planitia) 지역의 이미지를 분석할 때, 그들은 화성 지하에 있는 약 1천km 길이와 100m 폭의 참호 Cerberus Fossae에서 이상을 발견했다. 이 틈새의 한 부분에서 연구진은 어두운 물질로 덮인 100 제곱 킬로미터 넓이의 구역이다.

"이 신비한 퇴적물은 주로 바람에 의해 유도되는 Elysium Planitia 퇴적물에는 비정형이다"고 Horvath는 말했다. 어두운 덮개는 틈새 주위에 대칭으로 분포되어 있으며 측정 결과에서 알 수 있듯이 열저장 용량이 높고 칼슘이 풍부한 규산염 미네랄을 포함하는 암석으로 구성된다.

▲ Cerberus Fossae의 위치와 약 1천km 떨어진 Mars InSight 탐사선의 위치. © MOLA Science Team

화산 분출과의 유사성

"이 물질은 달과 수성의 화석 퇴적물과 유사하다."라고 Horvath는 보고했다.
이러한 퇴적물은 가스, 화산재 및 용암 암의 혼합물이 분출되거나 화산 분출 또는 유사한 분출 중에 퇴적될 때 형성된다. 지구상에서 ‘테프라(Tephra;조각 용암으로 구성된 화산성 느슨한 물질)’라고 하는 이 물질은 미터 두께의 층을 형성할 수 있다.

 

<Tephra>

Tephra는 입자 크기가 다르며 그에 따라 재, 라필리, 폭탄 또는 블록으로 나뉜다. 화산재는 기본적으로 입자 크기가 2mm 미만인 모래 입자로 구성된다. lapilli는 약 자갈 크기이며 직경이 2mm에서 64mm 사이다. 64mm보다 큰 것은 화산 학자가 블록이나 폭탄이라고 부르는 것이다. 분화 중에 블록의 용암이 이미 굳어있는 동안 폭탄은 유연한 상태로 분출됐다. 결과적으로 그들은 스핀들 모양에서 둥근 모양을 취했다. 폭탄이 냉각되면 수축되어 표면에 균열이 생긴다. Lapilli, 블록 및 폭탄은 pyroclasts라고 한다. 불규칙한 모양의 pyroclast는 슬래그라고도 함. 이것은 용광로의 슬래그를 기반으로 한다. 특히 분출 틈새에서 콘크리트 원뿔이 형성된다. 슬래그는 종종 용암 분수에서 생성된다. 편집자 주

연구팀은 Cerberus Fossae 균열의 양쪽에 있는 어두운 퇴적물이 화산 폭발(아마도 균열 폭발)에서 비롯된 것일 수도 있다고 의심한다. “이 분출은 화성의 대기에 최대 10km의 화산재를 던졌을 수 있다”고 Horvath는 말했다. 그 결과 침전물은 수 센티미터 두께이며 1천1백 만에서 2천8백만 입방미터(㎥)의 배출량에 해당할 수 있다.

지난 5만 년 이내에 형성됨

이 분화는 언제 일어났을까?
Elysium Planitia의 다른 지역에 있는 용암 바위는 최대 3~4백만 년 전에 활발한 화산 활동이 있었음을 보여준다. Horvath는 “이곳은 화성에서 가장 어린 화산 흔적이 발견되는 지역이다. 그러나 어두운 물질은 주변 용암 흐름 위에 놓여 있으며 비교적 신선한 재와 암석 퇴적물인 것처럼 보인다”고 설명했다.

과학자들은 퇴적물로 뒤덮인 일부 분화구의 나이부터 이 어두운 물질이 겨우 약 5만3천 년 전에 분화에 의해서 뿌려졌다고 결론지었다. “이것은 화성에 기록된 가장 어린 화산 유물이 될 수 있다”고 보고했다. 그들의 의견으로는 Cerberus Fossae 근처에 다른 테프라 층이 있을 수 있지만 화성의 먼지로 바람에 날려지거나 침식됐다.

화산 활동은 오늘날에도 여전히 생각할 수 있다.

더욱 흥미 진진한 사실 :
연구원들은 화성 화산이 오늘날에도 여전히 존재한다는 사실을 배제하지 않는다.
"만약 퇴적의 어린 나이와 화산 특성이 확인된다면, Cerberus Fossae 지역은 식지 않았을 수 있으며 화성은 여전히 ​​화산 활동을 할 수 있다"고 그들은 기술했다. 이것은 또한 Mars InSight 착륙선이 이미 이 지역에서 여러 개의 화성 지진을 등록했다는 사실에 의해 뒷받침 될 수 있다. 그들은 지하의 마그마 운동으로 인해 발생할 수 있다.

"화성 표면 근처에 여전히 뜨거운 마그마가 있다는 것은 행성 역사에서 그렇게 늦었을 것 같지 않으며 신선한 용암 흐름이 부족하다는 점을 감안할 때"라고 Horvath는 강조했다. 그러나 깊은 마그마 저수지와 해류가 여전히 존재하며 약 5만 년 전에 상승해 Cerberus Fossae에서 분출을 일으킨 것이 더 그럴 듯 하다.

흥미롭게도 이 깊은 마그마 퇴적물의 따뜻함은 화성의 지하에 지역적으로 더 온화한 조건을 제공할 수 있으며 따라서 화성의 잠재적 생명을 위한 피난처를 만들 수 있다.
Horvath는 "상승하는 마그마와 이 지역의 얼음 기질과의 상호 작용은 미생물 생명에 유리한 조건을 제공할 수 있다"고 말했다.
(Icarus, 2021; doi : 10.1016 / j.icarus.2021.114499)
출처 : Planetary Science Institute

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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