(Credit: Folarin Kolawole)
화성은 지구 지름의 절반 정도 밖에 되지 않는 작은 행성이지만, 태양계에서 가장 큰 협곡인 발레스 마리네리스(Valles Marineris)를 지니고 있습니다. 발레스 마리네리스는 화성 표면을 가로질러 약 3,900km에 걸쳐 뻗어 있으며, 너비는 최대 600km, 깊이는 9km가 넘습니다. 이는 최대 크기를 기준으로 했을 때 그랜드 캐니언보다 길이가 거의 9배, 너비가 20배 이상, 깊이가 약 5배 더 큰 것으로, 태양계에서 가장 큰 협곡 시스템입니다.
임페리얼 칼리지 지구과학 및 공학부의 성정훈 (Jung-Hun Song, Imperial's Department of Earth Science and Engineering)과 컬럼비아 대학교, 임페리얼 칼리지 런던의 과학자들은 태양계에서 가장 큰 협곡 시스템이 형성된 지 수십억 년이 지난 지금도 여전히 활발하게 지질 활동을 일으키고 있다는 사실을 발견했습니다.
연구팀은 NASA의 인사이트 착륙선이 감지한 화성 지진(marsquake) 중 하나가 발레스 마리네리스 아래 지각 깊숙한 곳의 단층을 따라 암석이 미끄러지면서 발생했다는 직접적인 증거를 발견 했습니다. 이는 수십억 년 전 발레스 마리네리스의 형성 및 초기 진화 과정에서 발생한 단층이 현재 작용하는 응력에서도 파열될 만큼 충분히 약한 상태로 남아 있을 수 있음을 시사합니다.
연구팀은 2021년 8월 25일 인사이트 착륙선 이 기록한 S0976a라는 지진 현상을 연구했습니다 . 이 현상은 착륙선이 위치한 화성의 반대편에서 발생했다는 점에서 특이했으며, 이번 임무 기간 동안 화성 서반구에서 발생한 것으로 확인된 유일한 화성 지진이었습니다.
이전 연구에서는 해당 사건이 발레스 마리네리스 서쪽 부근에서 발생했다고 추정했지만, 원인은 불확실했습니다. 화성에서 지진 신호가 발생한다고 해서 반드시 단층이 파열된 것은 아닙니다. 운석 충돌, 산사태 및 기타 과정 또한 행성 전체에 진동을 일으킬 수 있습니다.
연구팀은 S0976a의 원인을 규명하기 위해 해당 지진파가 화성을 통과하여 인사이트 탐사선에 도달하는 경로를 분석했습니다. 이 연구는 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 에 발표 되었습니다 .
분석 결과 가장 유력한 설명은 지각이 가파르고 깊숙이 뿌리내린 단층을 따라 수평으로 이동하는 주향이동 단층지진이었습니다. 이 단층 파열은 발레스 마리네리스 서부 지표면 아래 약 20~40킬로미터 지점에서 발생했다.
연구팀은 운석 충돌, 산사태 및 기타 형태의 대규모 이동 같은 대안적 설명도 검토했지만, 이러한 모델로는 관측된 지진파를 재현할 수 없었습니다. 그리고 사건 발생 후 진원지로 추정되는 지역의 위성 이미지를 조사했지만, 신호를 설명할 만한 새로운 충돌구 또는 대규모 산사태는 발견되지 않았습니다.
연구팀은 발레스 마리네리스가 단순히 '죽은' 화석 지형이 아니고 협곡 깊숙한 곳의 단층이 지질학적 형성 과정이 끝난 지 오랜 시간이 지난 후에도 여전히 미끄러지면서 화성 지진을 일으킬 수 있음을 증명했습니다. 따라서 화성 이외의 다른 천체에서도 유사한 일이 생길 수 있음을 추정해 볼 수 있습니다.
화성의 현재 응력은 행성의 장기 냉각(수축), 인근 타르시스(Tharsis) 화산 지역의 하중 효과, 협곡 자체와 관련된 지역적 효과 등으로 해석할 수 있습니다. 다만 더 정확한 결과를 얻기 위해서는 결국 추가 데이터가 필요할 것입니다. 미래 인사이트 데이터를 확장할 수 있는 화성 지진파 탐사 임무가 계속되어야 할 것입니다.
참고
Publication details
Jung-Hun Song et al., Active crustal straining and fault reactivation at Valles Marineris, Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-78193-6
Journal information: Nature Communications
https://phys.org/news/2026-10-giant-canyon-mars-tectonically-today.html
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