우주학 화성 남부 고지대 남극 베크렐크레이터

우주학 화성 | 남부 고지대

남위 약 0-70도

 

 

 

남부 고지대는 남반구 전체를 비롯해 화성 지표면의 약 3분의 2를 차치하며 크레이터로 가득하다.

이 점이 북부의 저지대 평원과 극명한 대비를 이룬다, 복잡한 지형의 남부 고지대에는 후기 운석 대충돌 이전에 시작된 재앙의 상처가 아직까지 남아 있다.

약 39억 년전 거대한 기체 행성의 위치가 이동함에 따라 수많은 혜성과 소행성이 흩어지면서 취약한 태양계 내행성에 쏟아져내린 것이다. 고지대의 지형은 그 후에 일어난 여러 사건으로 크게 바뀌었지만, 지구와 달리 판 구조 운동에 의한 지각 재생을 단 한번도 거치지 못했다.

 

그 이유중 하나는 지표면 밑 지각의 두께 때문이다.

남부 고지대의 지각 두께는 약 58킬로미터로 북부 평원의 지각보다 두배 가까이 두껍다. 또한 지각 깊숙한 내부의 뿌리가 내는 부력 덕분에 고지대는 저지대에 비해 평균 3-6킬로미터 높아진 것으로 보인다.

 

고지대의 무수한 크레이터 사이로 화성초기에 형성된 강의 경로 갑작스러운 대홍수 복잡한 지형, 현재 진행형인 빙하작용 등 과거부터 현재까지 화성에서 일어난 다양한 지질작용의 흔적을 찾아볼 수 있다.

 

 

우주학 화성 | 남극

남위 90도

 

남극의 빙관은 북극과 마찬가지로 높이 솟은 고원의 정상에 자리 잡고 있다. 눈에 보이는 영구적 빙관은 지름이 400킬로미터에 불과해 빙관보다 훨씬 작다. 또한 남극 중심부에서 서반구 쪽으로 150킬로미터 떨어져 있다. 이처럼 특이한 상황이 일어난 까닭은 헬라스 분지에서 형성된 날씨 체계 때문에 남극의 서쪽 지역에 내린 눈의 양이 증가했기 때문일 것이다. 그러나 면적이 넓고 1미터 두께에 달하는 이산화탄소 서리층을 포함한 계절성 빙관은 지리적 위치가 남극 한가운데다. 2007년 지하 레이더 탐사를 통해 남극 지표면 바로 아래에 어마어마한 양의 물 얼음이 존재한다는 기존 추정이 사실로 확인되었다. 화성 전체를 10미터가 넘는 두께로 뒤덮을 정도의 얼음이 묻혀 있을 것으로 보인다.

 

남극 빙관의 침식 패턴은 언뜻 북극의 나선형 골과 비슷해 보이지만 나선무늬가 덜 두드러지는 편이다. 이는 남극 주위의 남부 고지대가 만들어내는 날씨 조건이 훨씬 더 복잡하기 때문일 것이다. 화성에서 기후 변화가 진행 중이라는 가설을 가장 강력하게 뒷받침하는 것도 남극 빙관의 표면에 있는 얽은 듯한 자국이다. 또한 빙관의 면적과 두께는 화성의 기후 주기에 따라 편차가 매우 큰 것으로 보인다.

 

우주학 화성 | 베크렐 크레이터

북위 22.1도 서경 8도

 

북반구의 아라비아 테라 지역에 있는 베크렐 크레이터는 지름이 167킬로미터이며 퀴리 부부와 함께 방사능을 발견한 프랑스 물리학자 앙리 베크렐의 이름을 따서 명명되었다. 2001년 베크렐 크레이터의 기반암에서 복잡하고 여러 층으로 된 퇴적층이 발견되어 과학계의 주목을 받았다.

이곳의 퇴적층은 수십개의 층으로 이루어졌고, 그 두께는 부분에 따라 3.6미터에서 36미터 사이였다. 또한 퇴적 작용에 의해 형성된 것이 분명했다. 주기적으로 퇴적작용이 일어났다는 점으로 볼 때, 지속적으로 흘러들어 온 물에 의해 만들어진 퇴적층임을 짐작할 수 있다. 

 

그러나 퇴적층을 형성한 물은 그 후 몇 차례에 걸쳐 다른 곳으로 빠져나가거나 증발한 것으로 추정된다. 베크렐 크레이터 여기저기에 퇴적층이 열개 정도씩 군락을 이루고 있는데, 과학자들에 따르면 이러한 패턴은 화성의 기후가 주기적으로 변화함을 나타내는 증거라고 한다. 

 

또한 광각 컬러 사진을 통해 베크렐 크레이터가 다양한 색을 띤다는 중요한 특징이 드러났다. 지표면을 타고 날아온 화산 먼지가 크레이터 내벽 덕에 거센 바람에도 크레이터 안에 그대로 남아 짙은 색 줄무늬를 형성했다는 것이다. 한편 놀랍도록 밝은 색을 띠는 언덕은 황산염 광물이 다량 함유된 퇴적암의 노두로 생각된다.

 

우주학 화성 | 녹티스 라비린투스

남위 7도 서경 102.2도

 

 

라틴어로 밤의 미로를 뜻하는 녹티스 라비린투스는 발레스 마리네리스의 서쪽 끝에 있으며 발레스 마리네리스와 북서부의 타르시스 고원을 이어주는 지역이다

이름에 걸맞게 미로처럼 얽혀있는 이곳에는 지괴로 되어있으며 윗면이 평평한 메사가 셀 수 없이 많다. 그리고 그 사이사이로는 깊고 가파른 계곡이 파여 있다. 계곡 바닥 역시 대부분 평평한 것으로 보아 그라벤 지형임을 알수 있다. 일종의 단층인 그라벤은 지표면 일부가 수직으로 내려 앉는 반면에 인접한 부분은 그대로 남이 있을 때 형성된다. 그러나 일부 계곡에는 산사태 때 벽면을 타고 내려온 잔해물질이 어지러이 흩어져 있다.

 

전문가들은 타르시스 고원의 경계 지대가 대대적으로 꺼지면서 생겨난 지형이 바로 녹티스 라비린투스 라는데 입을 모은다. 화산활동으로 지하와 암석 아래에 있던 얼음과 물이 가열되고 모두 증발해버리면서 지반이 약해졋고 결국 일부 지역이 함몰되었다는 것이다. 반면에 메사 아래의 기반암이 그처럼 악화되지 않은 것으로 볼 때 현재 녹티스 라비린투스의 미로 같은 지형이 고대에 물이 흐르던 지하 수로의 흔적일 가능성도 있다.

 

최근 녹티스 라비린투스에서 화성의 과거에 대한 단서가 한가지 더 나왔다. 계속 벽면에서 산사태를 타고 내려와 바닥에 쌓인 밝은색 침전물에서 황산염등의 복합 광물과 점토의 흔적이 나타났다. 이들은 물이 있어야 형성될 수 있는 물질이다.

 

이스메니우스 라쿠스

북위 47.5도 동경 30도

 

이스세니우스 라쿠스는 라틴어로 이스메니아 호수를 뜻하지만 그 이름과 달리 호수가 아니라 북반구에 넓게 펼쳐진 지역이다.

미국 지지락회가 만든 지도에서 이스메니우스 라쿠스 사각형의 일부를 차지한다. 이 지명은 19세기 천문학자들이 망원경으로 짙은 색 알베로 지형을 발견했을 때 붙인 것이다. 오늘날 이스메니우스 라쿠스는 남부 고지대와 북부 평원 사이의 경계 지대에서 쵣=북단 지역을 가리키며 위도가 높기 때문에 얼음이 지형 형성에 관여했을 가능성이 크다. 경계 지대를 따라 독특한 지형들이 형성된 것도 그 때문이다.

 

이러한 조각 지형은 좁고 일직선에 가까운 고지대의 계곡이 저지대 평원의 메사로 변화하는 중간 지대에서 찾아볼 수 있다. 지구에서라면 고대의 빙하작용으로 만들어졌을 법한 조각 지형이다. 그보다 더 흥미로운 점은 이러한 메사가 대부분 귓불형 충적선상지로 둘러싸혀 있다는 사실이다. 레이더 탐사 결과 이러한 선상지는 표면이 얇은 암석층에 덮여 있긴 하지만 대부분 얼음으로 이루어진 것으로 드러났다. 이곳의 선상지를 만든 얼음은 오늘날에도 지형형성에 관여하리라 추정된다.

 

이스메니우스 라쿠스 사각형은 북쪽으로 넓게 뻗어 바스티타스 보레알리스의 상당부분을 차지한다. 특히 지름 236킬로미터인 리오 크레이터도 이 지역에 속한다. 이 크레이터의 바닥은 화성 북반구에서 가장 고도가 낮은 지점으로 유명하다.

 

 

이스멘우스 라쿠스 사격형에는 플토닐루스 멘사와 데우테로닐루스 멘사라는  커다란 조각 지형 두 곳이 포함되어 있다. 미스 익스프레스가 전송한 사진에서는 지름이 110킬로미터나 되며 짙은색 물질로 가득 찬 함몰 지형이 크게 자리잡고 있다. 이 지역은 빙하가 녹은 물이 가까운 고지대로부터 흘러내려 오면서 침식된 것으로 추정한다.