태양계 이야기 1052 - 화성의 핵은 녹은 규산염 층으로 둘러쌓여 있다.

 (An artist's depiction of the liquid silicate layer wrapped around the Martian core. Credit: IPGP-CNES.)

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나사의 화성 탐사선인 인사이트 (InSight)는 작년에 임무를 종료했지만, 인사이트가 확보한 지진파 데이터는 현재도 과학자들에 의해 활발하게 분석되고 있습니다. 메릴랜드 대학의 과학자들과 프랑스 국립 과학연구센터의 앙리 새뮤얼 (Henri Samuel, a scientist with the French National Center for Scientific Research.)은 인사이트 지진파 데이터를 분석해 화성 맨틀 아래 있는 액체 규산염층 (liquid silicate layer)이 액체 상태인 화성의 핵을 담요처럼 덮고 있다는 사실을 확인했습니다.

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연구팀에 따르면 이 액체 규산염층은 핵의 온도가 식지 않도록 도와주고 열에너지원인 방사성 동위원소의 농도를 높여주는 역할을 하지만, 동시에 대류를 막아 자기장 형성을 방해합니다. 온도가 비교적 균일한 탓에 물질 이동이 일어나지 않는 것입니다.

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이 액체 규산염층은 화성이 생성 초기에 가지고 있던 지각 아래의 뜨거운 마그마 바다에서 유래했던 것으로 보입니다. 당시 화성은 지금보다 지질학적을 활발한 행성이었고 지구만큼은 아니라도 지금보다는 훨씬 강한 자기장을 지니고 있었습니다.

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그런데 화성 생성 초기 5-8억 년이 지나면서 마그마가 식으면서 맨틀이 형성되고 그 아래에는 액체 층이 생긴 것으로 보입니다. 결국 이 시기 이후 자기장이 크게 약해지면서 태양풍에 의해 대기를 잃고 그 후에 물을 잃는 식으로 건조한 행성이 된 것으로 보입니다.

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인사이트 탐사선은 귀중한 지진파 데이터를 확보해 화성의 내부를 들여다보고 여러 가지 사실을 알려줬습니다. 하지만 기본적으로 지진계는 한 장소보다 여러 장소에 설치해 동시에 지진파를 확인할 때 더 많은 정보를 얻을 수 있습니다. 미래에 새로운 탐사 임무를 통해 달성해야 할 과제입니다.

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참고

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https://phys.org/news/2023-10-scientists-molten-layer-martian-core.html

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Henri Samuel et al, Geophysical evidence for an enriched molten silicate layer above Mars' core, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06601-8