(An artist’s depiction of the Martian interior and the paths taken by the seismic waves as they traveled through the planet’s core. Image courtesy of NASA/JPL and Nicholas Schmerr. Credit: NASA/JPL and Nicholas Schmerr.)
나사의 인사이트 탐사선이 사상 최초로 화성의 핵을 통과한 지진파를 관측했습니다. 화성에 최초로 지진계를 설치한 나사의 인사이트 탐사선은 2022년 말에 임무를 종료했지만, 과학자들은 여전히 인사이트의 데이터를 분석하고 있습니다.
브리스톨 대학의 제시카 어빙 교수 (Jessica Irving, a senior lecturer at Bristol University)가 이끄는 연구팀은 인사이트의 지진파 데이터 가운데 먼 곳에서 발생해서 화성의 핵을 지나쳐 온 두 개의 지진파를 감지했습니다. 하나는 화성 지각에서 자체 발생한 것이고 다른 하나는 운석 충돌에 의한 것이었습니다.
지진파는 지나온 매질의 상태가 액체인지 고체인지를 알려줄 뿐 아니라 밀도에 대한 정보 역시 제공합니다. 따라서 핵을 지나온 지진파가 있다면 화성의 내부 구조에 대한 결정적인 정보를 얻을 수 있습니다.
물론 지질 활동이 활발하지 않은 화성에서 지진파를 다른 잡음과 구분하기는 쉽지 않습니다. 하지만 과학자들은 이미 수년에 걸쳐 화성의 지진파를 분석해 데이터를 축적해 이를 분석할 근거를 확보했습니다. 그리고 적당한 위치에서 적당한 강도의 지진이 생긴 덕분에 과학자들은 믿을 만한 데이터를 얻을 수 있었습니다.
연구 결과 화성의 핵은 지구의 핵처럼 액체 상태인 외핵과 고체 상태인 내핵으로 구분된 것이 아니라 액체 상태의 단일한 구조로 되어 있었습니다. 이는 화성이 지구처럼 강한 자기장을 만들지 못하는 이유를 설명합니다.
또 다른 특징은 액체 상태의 철과 함께 황이나 산소 같은 가벼운 원소가 많다는 것입니다. 이는 화성의 생성 환경이 지구와 다소 다르다는 점을 시사합니다.
이번 연구는 1906년 최초로 지구 핵을 통과한 지진파를 검출한 이후 다른 행성의 지진파를 검출했다는데 의의가 있습니다. 하지만 이것은 시작입니다. 태양계의 암석 행성 중 두 곳 - 수성과 금성 - 이 남아 있기 때문입니다.
그리고 화성의 지진파 데이터도 지구처럼 여러 장소가 아니라 한 곳에서만 관측되어 앞으로 더 수집해야 할 부분리 많습니다. 여러 장소에서 지진파를 측정해야 정확한 속도와 위치를 파악할 수 있습니다.
다른 행성의 지진파를 연구하는 행성 지진학은 이제 시작입니다.
참고
https://phys.org/news/2023-04-scientists-seismic-martian-core.html
Irving, Jessica C. E., First observations of core-transiting seismic phases on Mars, Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.2217090120
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