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태양계 이야기 803 - 1년간 화성의 지진을 기록한 인사이트


(In this artist's concept of NASA's InSight lander on Mars, layers of the planet's subsurface can be seen below and dust devils can be seen in the background.
Credits: IPGP/Nicolas Sarter)

(A cutaway view of Mars showing the InSight lander studying seismic activity.
Credits: J.T. Keane/Nature Geoscience)

(The two largest quakes detected by NASA's InSight appear to have originated in a region of Mars called Cerberus Fossae. Scientists previously spotted signs of tectonic activity here, including landslides. This image was taken by the HiRISE camera on NASA's Mars Reconnaisance Orbiter.
Credits: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona)


 나사의 인사이트 탐사선은 화성 내부를 조사하는 임무를 부여 받고 2018년 11월 26일 화성의 엘리시움 평야 (Elysium Planitia)에 착륙했습니다. 이후 지금까지 수백건 이상의 진동을 확인했는데, 과학자들은 초기 1년간 관측 데이터를 분석해 이 결과를 발표했습니다. 이에 따르면 인사이트 탐사선의 지진계인 Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS)는 지진으로 의심되는 진동 450건을 감지했습니다. 하지만 이 중 진짜 지진은 일부에 불과하며 나머지는 바람 등에 의한 진동입니다. 


 지진계가 포착한 가능성 높은 지진은 174건이며 이 가운데 가장 강한 것은 진도 4.0이었습니다. 이 정도는 지구에서도 약한 진동만 느낄 정도로 사실 화성 내부의 깊숙한 곳의 정보를 알기에는 충분치 않은 강도였습니다. 그래도 과학자들은 이 지진을 포함한 비교적 강도가 강한 지진 24건을 분석해서 여러 가지 정보를 알아냈습니다. 


 인사이트가 착륙한 장소는 엘리시움 평야에서도 약간 낮은 지대인 홈스티드 할로우 (Homestead hollow)인데, 이 지역은 과거 용암에 의해 형성된 현무암 평원 위에 다공성의 레골리스가 쌓여 형성된 것으로 보입니다. 화성은 지구처럼 판구조가 있지는 않지만, 내부의 에너지를 화산을 통해 분출하기 때문에 거대한 화산과 용암 지대가 형성되어 있습니다. 


 가장 큰 지진의 진원은 세르베루스 포사 (Cerberus Fossae)라는 1300km에 달하는 협곡 지형으로 과거 화성에 액체 상태의 물이 흘렀을 무렵 형성된 지형인데, 최근 1000만년 이내에 용암이 흘러 용암 대지가 형성되어 있습니다. 화성 궤도에서 관측한 데이터는 이 지형에 거대한 암석이 흘러내리거나 단층이 있다는 점을 시사하고 있습니다. 비교적 소규모의 지진 역시 이것과 연관이 있을 것입니다. 물론 과학자들은 화산 활동 등에 의한 더 강력한 지진이 발생해 화성의 내부 구조를 더 자세히 알 수 있기를 고대하고 있습니다. 


 한 가지 더 흥미로운 부분은 인사이트의 자기장 관측 장비가 지하 60m 이하에서 생각보다 강력한 자성 물질을 찾아냈다는 것입니다. 현재 화성에서는 미약한 자기장만 남았을 뿐이지만, 지금보다 내부 에너지가 더 많았던 시절에는 제법 강력한 자기장이 존재했습니다. 고대 화성에 액체 상태의 물과 대기가 존재할 수 있었던 이유 중 하나일 것입니다. 이 자기장이 어떻게 사라졌고 당시에는 얼마나 강했는지에 대한 중요한 정보가 화성 땅 깊숙한 곳에 숨어 있을 것입니다. 앞으로 인사이트 데이터는 물론이고 후속 연구가 필요한 부분입니다. 


 비록 내부의 지열을 파악하는 몰이 고장나긴 했지만, 인사이트는 여전히 많은 정보를 보내오고 있습니다. 보통 지구에서 지진은 누구도 원하지 않는 일이지만, 화성에서라면 이야기가 다를 것입니다. 화성 내부 구조에 대한 결정적인 정보를 제공할 큰 지진을 기대해 봅니다. 


 참고 




 Initial results from the InSight mission on Mars, Nature Geoscience (2020). DOI: 10.1038/s41561-020-0544-y , https://nature.com/articles/s41561-020-0544-y

Constraints on the shallow elastic and anelastic structure of Mars from InSight seismic data, Nature Geoscience (2020). DOI: 10.1038/s41561-020-0537-x , https://nature.com/articles/s41561-020-0536-y




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