(Artist's impression of an active mantle plume—a large blob of warm and buoyant rock—rising from deep inside Mars and pushing up Elysium Planitia, a plain within the planet's northern lowlands. Volcanism at Elysium Planitia originates from the Cerberus Fossae, highlighted in red, a set of young fissures that stretches for more than 800 miles across the Martian surface. Recently, NASA's InSight lander found that nearly all Martian quakes, or marsquakes, emanate from this one region. Credit: Adrien Broquet & Audrey Lasbordes)
(Artist's impression of an active mantle plume—a large blob of warm and buoyant rock—rising from deep inside Mars and pushing up Elysium Planitia, a plain within the planet's northern lowlands. Credit: Adrien Broquet & Audrey Lasbordes)
(This image taken by the European Space Agency's Mars Express orbiter shows an oblique view focusing on one of the fractures making up the Cerberus Fossae system. The fractures cut through hills and craters, indicating their relative youth. Credit: ESA/DLR/FU Berlin)
화성은 지질학적으로는 죽은 행성이라고 할 수 있습니다. 지구나 금성보다 크기가 작기 때문에 현재는 화산활동을 포함한 격렬한 지질 활동을 뒷받침할 에너지가 부족합니다. 내부가 뜨거웠던 초기에는 태양계에서 가장 큰 화산을 만들기도 했지만, 최근에는 내부가 많이 식은 것으로 추정되고 있습니다.
하지만 애리조나 대학의 에드리언 브로퀘트 (Adrien Broquet, a postdoctoral research associate in the UArizona Lunar and Planetary Laboratory)와 그 동료들은 화성에 있는 엘리시움 평원 Elysium Planitia 이 비교적 최근에 분출한 화산 활동에 의해 생성되었다는 증거를 발견했습니다.
연구팀에 따르면 엘리시움 평원은 화성의 다른 화산 지형과 달리 지닌 2억 년 동안 형성되었으며 가장 마지막 분출은 소규모이긴 하나 53000년 정도 밖에 되지 않은 것으로 보입니다. 이는 지질학적 관점에서 어제나 다름 없습니다.
연구팀은 엘리시움 평원 아래 수천km에 달하는 거대한 맨틀의 상승류인 맨틀 플룸 (mantle plume)이 존재한다고 추정했습니다. 최근 형성된 거대한 용암 지대와 1000km가 넘는 거대란 균열인 세르베루스 포새 (Cerberus Fossae)의 존재는 상당한 크기의 맨틀 플룸이 있었다고 생각하면 쉽게 설명할 수 있습니다.
다만 이를 직접 증명하기 위해서는 지진파 등 추가 정보가 필요합니다. 연구팀은 나사의 인사이트 탐사선이 화성에서 가장 따분한 곳에 착륙했다며 다음 임무에서는 활성 맨틀 플룸이 있을지도 모르는 장소에 착륙해야 한다고 주장했습니다.
또 다른 흥미로운 주장은 이 화산 및 지열 활동이 땅 속에 있는 얼음을 녹이는 것입니다. 지구에서 보듯이 지열이 있으면 빙하나 얼음을 녹일 수 있으며 때때로 홍수의 원인이 됩니다. 만약 화성에도 비슷한 장소가 있다면 따뜻한 액체 상태의 물이 있을 수 있어 앞으로 생명체 탐사에 중요한 목표가 될 것입니다.
가까운 미래에 엘리시움 평야에 탐사선을 보내 이 주장을 검증할 수 있을지 궁금합니다.
참고
https://phys.org/news/2022-12-giant-mantle-plume-reveals-mars.html
Adrien Broquet & J. C. Andrews-Hanna, Geophysical evidence for an active mantle plume underneath Elysium Planitia on Mars, Nature Astronomy (2022). DOI: 10.1038/s41550-022-01836-3. www.nature.com/articles/s41550-022-01836-3
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