포토 뉴스 화성 빙하의 기원

[파덕]

우주과학일반 (과학기술동향)
제     목		화성 빙하의 기원
등록날짜		2006/01/24		출 판 일		2006/01/24
정보출처		Spaceflight Now (http://www.spaceflightnow.com/news/n0601/20...
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국제 과학자팀은 화성에 대한 복잡한 기상 시뮬레이션을 통해 현재 적도지역에 가까운 낮은 위도지역에 지질학적인 빙하가 대기중의 물-얼음 입자가 침전되면서 형성되었을 것이라는 사실을 발견했다. 게다가 이 시뮬레이션은 처음으로 화성의 저위도 지역에서 관측되는 빙하의 잔해와 일치하는 빙하지대를 예측할 수 있게 되었다. 몇 년 동안 이 빙하의 잔해의 모습과 그 연대 및 형태에 대해서 그 형성과정과 빙하가 형성될 당시의 화성의 조건에 대한 다양한 질문이 쏟아졌다. 몇 가지 가설을 통해서 프랑스의 파리 6대학의 프랑수아 포제(Francois Forget)와 유럽항공우주국의 마스 익스프레스(Mars Express)호의 학제간 과학자들은 보통 화성의 현재 기상상황을 시뮬레이션하는데 사용되는 기상컴퓨터 모델을 통해 과거의 상태를 재구성했다. 처음에 포제와 동료들은 일부 가설을 만들었다 – 화성의 북극관은 아직도 이 행성의 얼음을 보존하고 있으며 이 행성의 자전축은 45도 정도 기울어져 있었다. 포제 박사는 "화성은 현재 25도 정도 자전축이 기울어졌지만 과거에는 좀더 기울어졌을 것이다. 하지만 이러한 기울어진 정도는 화성의 역사에서 매우 일상적인 일이었을 것이다. 실제로 마지막으로 자전축의 변화는 550만 년 전에 일어났다"고 말했다. 이러한 기울기로 가장 태양빛을 받는 지역은 북극지역의 여름으로 극지의 얼음이 승화되어 오늘날보다 훨씬 더 강력한 물의 순환과정을 일으켰을 것이다. 이 시뮬레이션은 물얼음이 올림푸스 산맥과 엘리시움 산맥 (Elysium Mons)과 타르시스 몬테 화산(Tharsis Montes volcanoes)의 지역에 매년 30~70밀리미터씩 축적되었다는 것을 보여주고 있다. 수천 년이 지난 후에 축적된 얼음은 수백미터 두께의 빙하를 형성했다. 연구팀이 화성에서 현재 빙하의 징후가 존재하는 세 지역 중에 하나인 타르시스의 빙하와 연관된 지층과 시뮬레이션을 통해 나타난 빙하의 지역과 형태를 비교한 결과는 일치하였다. 특히 최대로 축적된 지층은 실제로 가장 큰 침전층으로 관측된 지역인 타르시스의 아르시아(Arsia) 산맥과 파보니스(Pavonis) 산맥의 서쪽 측면에서 예측되었다. 이 시뮬레이션에서 연구팀은 수백만 년 전에 타르시스 지역의 산맥의 특정 측면에 왜 그리고 어떻게 축적되었는가를 알 수 있다고 주장했다. 당시에 일년 내내 불어오는 바람은 지구의 몬순과 유사해서 아르시아 산맥과 파보니스 산맥 근처에서 물이 풍부한 공기가 오르막 비탈로 이동했다. 온도가 수 십도 정도 떨어지면서 이 물은 응고되어 얼음입자를 형성했으며 이 표면에 남게 되었다. 시뮬레이션에 따르면, 다른 올림푸스 산맥과 같은 곳에서는 북반구의 여름기간 동안에 강력한 몬순과 같은 바람과 물이 풍부한 공기에 노출되어 적은 규모의 빙하가 축적되었다. 포제 박사는 "북극관은 이 행성이 현재보다 많이 기울어져 있을 당시에는 물의 유일한 원천이 아니었을 것이다. 우리는 남극관에서도 물이 존재했을 것이라는 가설을 가지고 시뮬레이션을 작동시켰다. 우리는 이러한 조건에서도 타르시스 지역에 얼음이 축적되었지만 또한 6킬로미터 깊이의 크레이터인 헬라스 분지(Hellas Basin)의 동쪽에 얼음이 축적되었다는 사실을 알 수 있었다"고 말했다. 이것은 현재 얼음과 연관된 지형이 관측되는 다른 주요 지역인 동부 헬라스 분지의 기원을 설명할 수 있다. 포제 박사는 "실제로 헬라스 분지에서는 여름 기간 동안 남극관에서 증발된 물의 대부분을 포함하고 있는 동쪽 지역에 대해 북풍이 일어난다. 동부 헬라스에서 물이 풍부한 공기는 차가운 공기와 만나게 되고 물은 응축되어 침전되어 빙하를 형성한다"고 설명했다. 하지만 연구팀은 다른 메커니즘에 의해 빙하가 형성되었을 수 있는 도테롤리누스-프로토닐루스 멘세 (Deuterolinus-Potonilus Mensae)의 얼음층에 대해서는 예측하지 못했다. 과학자들은 최근에 형성된 빙하에 대한 다른 가설을 고려하고 있다. 예를 들어 마스 익스프레스호에 적재된 고화상 스테레오 카메라에 의해 관측된 올림푸스 산맥에서 지표 밑에서 표면으로 물은 이동했으며, 이것은 열수운동작용에서 차가운 표면에서 얼어붙어 빙하를 형성하는 것으로 생각되고 있다. 이번 연구는 '사이언스'에 보고되었으며 화성의 기상컴퓨터 모델은 CNRS, ESA, 그리고 CNES의 지원으로 기상활동연구소(Laboratoire de Meteorologie Dynamique)에서 이루어졌다. 이 모델은 현재 화성의 기상을 시뮬레이션하는데 사용되며 유럽항공우주국의 마스 익스프레스호에 의해 관측된 자료를 분석하는데 도움을 주고 있다. 이번 연구에 사용된 것은 대기의 증발 및 구름의 분포를 분석한 것이며 이것은 표면의 얼음과 대기의 물의 상호작용과 이동 및 대기에서 물과의 합성 그리고 구름형성의 미세물리학 간의 관계를 설명하고 있다. 출처 : 해외과학기술동향
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