화성의 진화와 기원에 관한 연구

연구자들이 화성의 기원과 구성에 대해 새로운 빛을 밝혀냈습니다. 이 연구는 붉은 행성의 액체 핵에 대한 새로운 발견으로 화성의 형성과 진화에 대한 이해를 한층 더 높였습니다. 화성 핵으로 이동하는 음파를 처음으로 감지하여 이전에 생각했던 것보다 약간 더 밀도가 높다는 사실을 밝혀냈습니다.

 

지진파라고 불리는 이 음향 에너지의 측정은 또한 코어가 이전에 생각했던 것보다 작으며 철과 다른 수많은 원소가 혼합되어 있음을 나타냅니다. 연구원들은 이 임무가 처음에 화성 1 년 (지구 2 년) 조금 넘게 지속될 예정이었기 때문에 이 발견이 더욱 놀랍다고 말합니다.

 

화성의 폭풍으로 인해 먼지가 쌓이고 나사 인사이트 화성 착륙선의 전력이 감소했음에도 불구하고 우주국은 체류 기간을 연장하여 작년 말까지 화성 지진 신호를 포함한 지구물리학적 데이터를 계속 수집할 수 있었습니다.

 

수석 저자인 브리스톨 대학교의 지구과학 선임 강사 제시카 어빙 박사는 다음과 같이 말했습니다: "추가 임무 시간은 확실히 성과를 거두었습니다. 우리는 화성 중심부를 통과하는 지진파를 처음으로 관측했습니다. 아주 먼 곳에서 발생한 화산 지진과 행성의 먼 쪽에서 발생한 운석 충돌로 인한 두 가지 지진 신호 덕분에 지진파로 화성 중심부를 탐사할 수 있었습니다. 우리는 다른 행성의 중심부를 통과하는 에너지를 효과적으로 듣고 있었고 이제 우리는 그것을 들었습니다. 화성 핵의 탄성 특성에 대한 첫 번째 측정은 화성 핵의 구성을 조사하는 데 도움이 되었습니다. 단순한 철 덩어리가 아니라 다량의 유황과 소량의 수소를 포함한 다른 원소도 포함되어 있습니다."

 

브리스톨 대학교 연구진이 주도한 이 연구는 화성 내부를 탐사하기 위해 설계된 로봇 우주선인 나사의 인사이트 착륙선의 데이터를 사용하여 행성의 핵을 통과하는 지진파와 화성의 얕은 지역을 통과하는 지진파를 비교하고 내부의 특성을 모델링했습니다.

 

2018년, 착륙선은 화성 표면에 광대역 지진계를 설치하여 지진과 운석 충돌을 포함한 지진 현상을 감지할 수 있게 되었습니다. 여러 분야의 과학자들로 구성된 연구팀은 지진계와 반대편 반구에 위치한 두 개의 지진 발생을 관측하여 맨틀에 남아있는 지진파와 비교하여 핵을 통과한 지진파의 이동 시간을 측정했습니다.

 

어빙 박사는 이렇게 말했습니다: "소위 '원거리' 이벤트, 즉 인사이트와 지구 반대편에 있는 이벤트는 파동이 지구를 통과할 때 많은 에너지가 손실되거나 우회되기 때문에 본질적으로 감지하기가 더 어렵습니다. 이러한 이벤트를 찾아서 이용하려면 운과 기술이 모두 필요했습니다. 화성 탐사 첫 해에는 원거리 이벤트를 감지하지 못했습니다. 만약 그때 임무가 끝났다면 이 연구는 불가능했을 것입니다."

 

저자들은 이러한 측정치를 사용하여 크기와 탄성파 속도를 포함한 핵의 물리적 특성을 설명하는 모델을 구축했습니다. 그 결과 화성의 핵은 이전 추정치보다 약간 더 조밀하고 작으며 반경은 약 1,780-1,810km로 추정되었습니다. 이 발견은 풍부한 황과 소량의 산소, 탄소 및 수소를 포함하여 철과 합금된 가벼운 원소의 비율이 상대적으로 높은 코어와 일치합니다.

 

어빙 박사는 "새로운 결과는 화성의 형성과 진화가 지구와 어떻게 다른지 이해하는 데 중요합니다. 붉은 행성의 형성 조건과 구성 요소에 대한 새로운 이론은 이 연구에서 밝혀진 것처럼 핵의 물리적 특성과 일치할 수 있어야 합니다."

 

연구 결과는 미국 국립과학원 회보 저널에 게재되었습니다.