우주학 화성 아람 카오스 타르시스 고원 올림푸스몬스

우주학 화성 | 아람 카오스

북위 2.6도 서경 21.5도

 

아람 카오스는 화성 적도 바로 북쪽에 있는 넓은 지대로 고대에 운석공이 있던 자리다.

그러나 그 이후 대규모 침식작용과 변형을 거쳤기 때문에 오늘날 이곳에서 운석공이었던 흔적을 찾아보기란 어렵다.

 

원래 있던 크레이터는 지름이 약 280킬로미터였으나 현재는 얕게 함몰도니 구덩이에 불과하다. 카오스라는 이름에서 알수 있듯이 크레이터의 바닥이었던 곳에는 윗면에 평평한 지기와 동글고 낮은 언덕이 어지럽게 섞여 있다. 그리고 이를 널찍한 계곡이 에워싸고 있다.

아람 카오스는 지형으로 볼 때 현재도 급격한 침식 작용이 일어나고 있으며 그 요인은 카세이 발리스. 카세이는 일본어로 화성을, 발리스는 라틴어로 계곡을 가리킨다. 일시적인 홍수가 아니라 지하수 때문이라 추정되는 계곡.

무엇보다도 얼음층이나 물이 지하에서 빠져나오면서 크레이터 바닥이 내려 앉고 붕괴한 것으로 보인다. 과학자들에 따르면 크레이터가 형성된 이후 이곳에 갇힌 물이 바람에 날아온 먼지층과 뒤섞여 수백만 년에 걸쳐 퇴적암을 형성했다고 한다.

화성의 기후가 변화함에 따라 아람 카오스의 퇴적암은 얼어붙어 영구 동토층이 되었지만 그 후 기상 대이변으로 녹아 지푠면으로 솟아났다.

그러자 지표면이 무너져 내리면서 깊숙한 호수가 만들어졌다.

 

 

우주학 화성 | 타르시스 고원

북위 1.6도 서경 112.6도

 

화성 서반구의 대부분을 차지하는 타르시스 고원은 데이텀 위로 약 7,000미터까지 솟아 있는 거대한 용암지대다. 또한 이곳에 있는 화산들은 태양계에서도 가장 규모가 크다고 알려졌다.

 

서쪽 땅끝에 있었으며 성서에도 나오는 나라 이름을 딴 타르시스 고원은 북쪽에서 남쪽까지의 길이가 약 7,000킬로미터이며, 동쪽에서 서쪽까지 5,000킬로미터를 가로지르고 있다. 타르시스 고원은 그 경계가 뚜렷하게 정해지지 않았지만 타원형의 광활한 남부 분지와 좁고 기다란 북부 분지로 이루어졌다 보는 것이 일반적이다.

 

남부 분지는 동쪽으로 녹티스 라비린투스와 발레스 마리네리스까지 이어지며 남쪽에서는 남부 고지대 아래의 거대한 지역을 차지한다. 북부 분지는 북부 평언까지 이어질 뿐 아니라 알바 몬스라는 커다란 화산을 아루른다.

 

태양계에서 가장 규모가 큰 화산으로 알려진 올림푸스 몬스도 타르시스 고원의 서쪽 경사면 바로 옆에 있다.

남부 분지의 한가운데에는 아스크레우스, 파보니스, 아르시아 몬스 등 매우 비슷해 보이는 화산 세개가 북동부부터 남서부까지 사슬처럼 이어져 있다. 이들은 모두 커다란 방패형 화산이며, 그중에서도 아르시아 몬스는 올림푸스 몬스에 이어 화성에서 두번째로 규모가 큰 화산이다.

 

타르시스 고원의 화산사슬은 하와이 제도 등 지구의 화산사슬을 연상시킨다. 이에 형성 과정도 비슷하리라 추정하고 있다. 뜨거운 물질로 된 맨틀 플룸이 지표면으로 빠져나와 마그마를 분출하는 열점을 만드는데, 시간이 흘러 그 위의 지각판이 움직이면 열점도 함께 이동하면서 화산 사슬을 형성한다는 것이다.

 

우주학 화석 | 올림푸스 몬스

북위 18.7도 서경 133.8도

 

올림푸스 몬스는 태양계에서 가장 높은 화산으로 타르시스 고원의 서쪽에 맞닿아 있으며, 테이텀을 기준으로 자그마치 21.2킬로미터나 솟아 있다. 이화산은 지픔이 624킬로미터로 미국 애리조나 주의 길이와 비스사며 부피는 지구에서 가장 큰 화산 마우나로아의 100배이다.

올림푸스 몬스의 가장자리에는 최대 높이 6킬로미터인 절벽들이 빽뺵이 늘어섰고 산 정상의 거대한 칼테라 내부에는 크레이터 비슷한 함몰 구덩이가 여러 개 있다.

수 킬로미터 깊이인 이 구덩이들은 이미 형성된 화산 아래 깊숙한 곳에 고여 있던 마그마가 고갈되면서 형성되었다.

 

올림푸스 몬스는 화성의 다른 거대 화산들과 마찬가지로 방패형 화산이다. 방패형 화산은 앞서 보았듯이 화산 용암이 돔 측면을 통해 여러차례 분출하면서 형성되는 거대한 화산을 뜻한다. 화성의 화산이 거대한 까닭은 화성의 판 구조 둥ㄴ동이 일어나지 않기 때문이라는 것이 오랫동안 정설로 받아들여졌다.

지구의 경우 지각판이 끊임없이 움직이고 스스로 위치를 바꾸기도 한다.

그래서 화산활동을 일으킬수 있는 지질학적 요인이 한곳에 ㅇ랫동안 머무르는 일이 거의 없다.

 

이와 달리 화성에서 화산활동의 요인이 되는 열점은 수백만년동안 같은 자리에 고정되어 있다고 봐도 무방하다. 그 때문에 반복적인 분출을 통해 엄청나게 큰 화산이 만들어지는 것이다.

 

그러나 타르시스 고원 지하의 열점이 이동한다는 증거가 드러남에 따라 화성의 지각이 완전히 고정된 상태라는 기존 가설도 흔들리기 시작 했다. 기존 가설에 대한 의혹은 최근에 판 구조 운동에 의한 단층이 발견되자 한층 더 커지고 있다. 요약하면 올림푸스 몬스의 규모가 그토록 어마어마한 데는 여러 가지 요인이 작용했을 가능성이 크다는 것이다.

 

우주학 화성 | 북극

북위 90도

 

화성 북반구의 대부분을 차지하는 것은 저지대 평원이지만, 북극의 고원 플라늄 보레움에는 너비 1,200킬로미터의 빙관이 자리 잡고 있다. 먼지와 얼음이 돔 평태로 압축된 이 거대한 빙관의 높이는 주위를 둘러싼 바스티타스 보레알리스를 기준으로 3킬로미터에 이른다. 또한 얼음층 여기저기에 나선형골이 깊게 파여 있다.

 

이 영구적인 빙관은 대부분 물 얼음으로 이루어지지만, 계절에 따라 이산화탄소 서리가 주변의바스티타스 볼레알리스까지 쌓임에 따라 그 너비와 가시범위가 엄청나게 늘어난다.

 

나선형 골은 고지대에서 불어온 바람과 회전운동이 결합하여 경사면에 만들어졌다가 햇볕에 의해 얼금이 승화되면서 드러난 것으루 추정된다.

실제로도 나선형 골의 위치는 바람이 부는 방향과 직각을 이룬다.

플라눔 보레움의 상당 부분이 복잡하게 층을 이룬 퇴적암으로 뒤덮여 있다. 과학자들에 따르면 이러한 극지방 퇴적층은 매년가을 이산화탄소 서리가 쌓일 때 그 안에 갇히는 대기 중의 먼지로 이루어진다. 이듬해 봄이 되면 서리층 대부분이 대기중으로 승화되지만 이산화탄소 일부는 먼지와 함께 표면에 남는다고 한다. 이는 곧 극지방 퇴적층에 수백만 년동안 화성 대기가 어떻게 변화했는지가 고스란히 담겨 있다는 애기가 된다.

 

우주학 화성 | 헬라스 분지

남위 43도 동격 70도

 

남부 고지대에 있는 헬라스 분지는 화성에서 가장 눈에 띄는 지형 가운데 하나다.

분지 안에 헬라스 플라니티아라는 밝은 색 평원이 펼쳐져 있기 때문이다. 헬라스 분지가 1867년 화성의 지형 가운데 가장 먼저 관측될 수 있었던 까닭도 그 면적과 밝기 때문이다. 이 지형에 그리스어로 그리스를 뜻하는 헬라스라 이름 붙인 이는 이탈리아의 위대한 천문학자 조바니 스키아파렐리다.

 

 

 

헬라스 분지는 현재까지 확인된 바로는 화성에서 가장 큰 운석공이며 대체로 원형이고 지름이 약 2,300킬로미터다. 산악 지형인 분지 가장자리와 분지 바닥의 높이차이는 9킬로미터에 이른다. 실제로 분지의 바닥인 헬라스 플라니티아는 데이텀보다 7,000미터나낮아 화성에서 가장 낮은 지역이며 그로 말미암아 화성 최고의 기압을 지닌다.

 

지표면 일부에 액체 상태의 물이 유지될 수 있을 정도로 기압이 높다. 헬라스 분지에 아직도 액체 물이 존재한다는 확실한 근거는 없다. 그러나 고지대라는 위치로 볼때 오랜 세월 동안 천연 배수로로 작용했을 가능성이 크다.

오래전 분지 바닥으로 물이 흘러들어 와 크레이터의 형태를 만들었음을 강력하게 뒷받침하는 증거도 있다. 그외에 빙하 비슷한 구조도 발견되었다. 이에 따라 헬라스 분지에 아직도 물 얼음이 존재할 뿐 아니라 지표면의 먼지층 바로 아래를 떠다닌다는 가설이 힘을 얻게 되었다.