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2016년 11월 24일 목요일

태양계 이야기 566 - 화성에 존재하는 거대 빙하를 확인하다.



(This vertically exaggerated view shows scalloped depressions in a part of Mars where such textures prompted researchers to check for buried ice, using ground-penetrating radar aboard NASA's Mars Reconnaissance Orbiter. They found about as much frozen water as the volume of Lake Superior. Credit: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona)

(These two images show Shallow Radar (SHARAD) instrument data from two tracks in a part of Mars' Utopia Planitia region where the orbiting, ground-penetrating radar on NASA's Mars Reconnaissance Orbiter detected subsurface deposits rich in water ice. Credit: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Rome/ASI/PSI)


 앞서 전해드린 것과 같이 화성 표면은 건조하지만 화성 지하에는 적지 않은 양의 물이 빙하의 형태로 존재할 것으로 추정되고 있습니다. 가장 확실히 그 존재를 증명할 방법은 직접 화성으로 가서 땅을 뚫고 파보는 것이지만, 대부분 깊은 땅속에 뭍여 있어 쉽지 않은 일입니다. 그런데 텍사스 대학의 연구팀이 비교적 얕은 곳에 뭍여 있는 화성 빙하를 찾아냈습니다. 앞으로 미래 화성 탐사 및 개척에서 필요한 물을 여기서 공급받을 수 있을지 모릅니다. 


 텍사스 대학의 카시 스터만(Cassie Stuurman of the University of Texas Institute for Geophysics)을 비롯한 연구자들은 나사의 MRO 탐사선에 탑재된 지표 투과 레이더인 SHARAD를 이용해서 화성의 유토피아 평원 (Utopia Planitia)의 지표 아래를 연구했습니다. 


 유토피아 평원은 화성 북반구 중위도 지역에 있는 거대한 평원 저지대로 오래전 화성에 충돌한 대형 소행성의 흔적으로 생각되고 있습니다. 과거 화성의 빙하기에는 여기에 큰 빙하가 형성되었던 것으로 추정됩니다. 하지만 화성을 뒤덮는 주기적인 거대 모래 폭풍으로 인해 극지방에 존재하는 극관 이외에는 대부분의 빙하가 모래층에 덮혀 있습니다. 따라서 그 정확한 분포와 양을 측정하는 데 어려움이 있습니다. 


 연구팀은 600회 이상 이 지역을 관측한 MRO 데이터를 확인해서 모래와 흙으로 덮힌 부분이 1~10m에 불과하다는 사실을 알아냈습니다. 얼음층은 지구의 빙하처럼 거의 순수한 물의 얼음이 아니라 50~85%의 얼음과 기타 암석 성분이 섞여 있는 구조로 된 것으로 추정되는데, 이는 화성에 주기적인 모래 폭풍과 연관이 있을 것 같습니다. 


 아무튼 이 얼음층의 두께는 80~170m 정도로 물의 양으로 환산했을 경우 오대호 가운데 하나인 슈피리어호와 맞먹는 수준으로 막대한 양의 물이 화성 지하에 존재하는 것입니다. 참고로 슈피리어호의 면적은 8만2천㎢로 남한 면적의 80%에 달합니다. 그러나 연구팀은 이것이 화성 전체에 존재하는 물의 1%에 불과할 것으로 추정하고 있습니다. 


 만약 연구팀의 추정이 맞다면 앞으로 화성 탐사에서 이 지역은 물의 중요한 공급원이 될 수 있습니다. 유인 화성 기지를 세울 때 대규모 시추 장비를 가지고 가기는 어려운 만큼 쉽게 얻을 수 있는 위치에 있는 물이 필요하기 때문입니다. 물론 그전에 화성의 과거를 알기 위한 과학 탐사의 주요 목표가 될 것입니다. 


 과연 화성 지하에 얼마나 많은 물이 얼음 상태로 존재할지 궁금하네요. 


 참고 


C. M. Stuurman et al, SHARAD detection and characterization of subsurface water ice deposits in Utopia Planitia, Mars, Geophysical Research Letters (2016). DOI: 10.1002/2016GL070138 


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