우주학 화성 유토피아 플라니티아

우주학 화성 | 유토피아 플라니티아

북위 49.7도 동경 118도

 

유토피아 플라니티아는 오늘날 화성 북부 저지대의 일부라고만 알려졌으나 지름만 무려 3,300킬로미터에 이르는 충돌 분지다. 확인된 것 중에는 태양계에서 가장 큰 충돌 분지로 추정된다. 이보다 클 가능성이 있는 곳으로는 바스티타스 보레알리스와 플라눔 보레움 밑에 있을 것으로 추정되는 북극 분지뿐이다.

이 지역은 원래 지름과 깊이가 어마어마한 운석공이었으나 오래전 화산에서 분출된 용암으로 상담 부분이 채워져 분지가 되었다. 그 이후 분지 내부에 퇴적암이 층을 이루면서 오늘날과 같이 평탄한 지형이 되었다. 중위도에 있는 이 지역은 온도가 낮아 1년 중 상당 기간 거리로 뒤덮이며, 지표면 밑에 영구 동토층이 자리 잡고 있다. 유토피아 플라니티아에서 특징적인 지형은 지표면에 가로세로로 좁게 난 틈새와 가장자리가 물결무늬로 된 계단식 지형이다. 전자는 영구 동토층이 팽창과 수축을 반복함에 따라 만들어졌으면, 후자는 토양 속의 얼음이 승화하면서 지표면 일부를 침식시킨데 따른 것으로 보인다.

유토피아 플라니티아는 1976년 화성에 도착한 바이킹 2호의 착륙지이기도 하다. 바이킹 2호는 단단한 지표면 위에 셀 수 없이 많은 암석이 흩어져 있으며 그 주위로 암석 부스러기인 듯한 굵은 토양이 펼쳐진 사진을 전송했다. 이지역의 암석을 분석한 결과 대부분이 화성암인 것으로 밝혀졌다. 화성암의 주성분은 그 가까이에 있는 지름 105킬로미터 의 미에운석공이 형성될 때 분출된 물질로 추정된다.

 

* 화성 정찰 궤도선의 HIRSE 카메라로 근접 촬영한 사진. 영구 동토층의 계절성 팽창과 수축에 따라 조그맣게 형성된 다각형 지형이 자세하게 드러나 있다. 다각형의 지름은 평균 약 10미터다.

 

* 열 카르스트 : 영구 동토층의 얼음이 녹고 지면이 균질하지 않은 상태로 침강할 때 만들어지는 지형.

 

* 바이킹 2호가 최초로 유토피아 플라니티아의 지표면을 컬로로 담은 사진이 있다. 가운데 바로 왼쪽으로 보이는 가장 큰 암석은 지름이 약 1미터다. 사진에서는 보이지 않지만 암석 밑으로는 궤도 사진의 기하학적 홈과 비슷한 것으로 추정되는 얕은 홈이 왼쪽 위부터 오른쪽 아래까지 대각선으로 이어져 있다.

 

 

 

 

아르기페 플라니티아

남위 49.7도 서경 44도

 

아르기레 플라니티아는 남반구에서 헬라스 분지에 이어 두번째로 큰 충돌 분지로 총 지름이 1800킬로미터를 넘는 것으로 추정된다. 충돌 분지의 한가운데는 지름이 650킬로미터이며 주위보다 5.2킬로미터 정도 솟은 평원이 있다. 퍙원 주위에는 동심원 형태의 산맥들과 단층 지괴가 동그랗게 늘어서 있다.

아르기레 플라니티아는  노아키안 세 초기인 40억년 전쯤 형성된 후 고지대에서 흘러오는 물을 담는 배수지 역할을 했을 것이다. 그 물은 노아키안 세에 비해 고온다습하던 헤스페리안 세에 내린 비일 수도 있고 거대한 남극 빙관이 녹아내린 것일 수도 있다. 발원지가 어디든 간에 물은 동쪽과 남쪽으로부터 아르기레 플라니티아를 관통하는 세 개의 커다란 수로로 흘러들어 와 북쪽을 향해서 난 네 번쨰 수로를 통해 빠져나갔고, 크리세 플라니티아의 저지대와 북극에 있었다는 대양에 이르렀으리라 생각된다.

아르기레 플라니티아에는 비교적 최근에 액체 물줄기에 의해 형성된 듯한 지형이 무수하게 존재한다. 고대에 물의 작용으로 만들어진 듯한 지형은 물론 퇴적 분징서 빙히가 만든 지형과 걸리 등이 그것이다.

 

* 단층 지괴 : 단층운동에 의해서 지괴들이 아래위로 어긋난 것.

 

* 바이킹호가 찍은 사진에는 화성 고지대 동쪽의 기막힌 풍경도 있다. 드물게도 얇은 대기층을 한눈에 보여주는 사진도 있다. 아르기레 플라니티아는 사진 앞쪽에 있으며 가운데에서 바로 왼쪽에 있는 것이 웃는 얼굴로 알려진 갈레 크레이터다.

 

아레스 발리스

북위 10.4도 서경 25.8도

 

아레스 발리스는 남부 고지대에서 시작되어 평균 너비 25킬로미터,길이 1700킬로밑로 뻗어 있는 수로 형태의 협곡 지대이다. 이처럼 널찍한 수로가 고도가 낮은 크리세 플라니티아에 이르면 훨씬 더 넓어져 일종의 삼각주를 이룬다. 1970년대 바이킹 퀘도선이 발견한 아레스 발리스는 화성에서 최초로 확인된 대규모 배수로이다. 또한 1997년 화성에 도착한 마스 패스파인더의 착륙지이기도 하다.

어귀에 뚜렷한 유선형 섬이 일렬로 늘어선 것으로 볼 때, 아레스 발리스는 오랜 세월 꾸준하게 흘러들어 온 물보다는 급속도로 밀어닥친 대홍수로 형성되었음을 알 수 있다. 협곡은 널찍하게 함몰된  이아니 카오스 가까이에서 시작된다. 대홍수의 발원지도 아이니 카오스였을 가능성이 크다. 카오스의 지형이 흔히 그러하듯 이아니 역시 지하의 얼음이나 물이 무지막지하게 빠져나간 후 지반이 무너져서 형성되었다. 그 외에도 과거에 화성 적도를 빙 둘러싸고 있었다는 거대 호수 가운데 하나 또는 좀 더 멀리 있는 아르기레 플라니티아의 배수지가 아레스 발리스를 형성한 급류의 발원지라는 주장이 있다.

 

카프리 멘사

남위 14도 서경 47.4도

 

발레스 마리네리스 협곡 지대의 독쪽 끝에서는 일직선형 협곡 코프라테스 카스마가 점점 더 넓고 혼란스러운 카프리 카스마로 이어진다. 먼 과거에 카프리 카스마의 협곡 내벽이 상당 부분 붕괴되면서 그 사이사이로 카프리 멘사 등 가파른 메사들이 고립된 채로 남게 되었다. 이곳의 멘사는 협곡 바닥 위로 수 킬로미터나 솟아 있었다. 카프리 카스마에 ILD로 불리는 퇴적암 노구다 흔한 것은 그 지형적 특성 때문일 것이다. 그 가운데는 화산재가 서서히 쌓여 형성된 것도 있지만, 일부에서는 주기적인 퇴적물임을 나타내는 흔적도 보인다. 이는 ILD가 항상 고여 있는 물에서 형성되었을 수도 있다는점을 시사한다. 이곳에 고여 있던 물은 화성의 기후 변화에 따른 주기적인 현상으로 사라졌을 것이다.

위성 자료를 취합해 만든 지도에서도 이 지역의 ILD 상당 부분에 황산염 광물은 물론 적철광 등 물이 존재해야만 만들어지는 광물이 포함되어 있어 호기심을 자아낸다. 특히 ild의 적철광이 메리디아니 플라눔에서 발견됨 블루베리와 비슷한 조성인 점으로 볼 때 이곳에서도 비슷한 작용이 일어났음을 짐작할 수 있다.

 

 

* 화성 정찰 궤도선의 HIRSE카메라가 전송한 사진에서는 카프리 멘사의 거대한 운석공 내벽을 자세하게 보여준다. 운석공 내벽을 얇게 뒤덮은 부드러운 퇴적물이 군데군데 침식되면서 그 밑에 있던 암석이 드러나 있다. 퇴적암으로 보이는 밝은색 암석이 크레이터 바닥의 먼지더미 사이로 노출된 모습도 보인다.

 

* 카프리 멘사 가까이 있는 ILD의 가장자리를 HIRSE카메라로 근접 활영한 사진에서보면 아래쪽에 형성된 지 한참 지난 후 ILD의 측면이 산사태를 겪을 때 만들어진 평행한 줄무늬가 뚜렷이 보인다.

 

* 화성 정찰 궤도선이 닐리포사의 깊숙한 곳을 촬영한 사진을 보았는데 주로 현무암과 점토로 이루어진 물질이 보인다. 색을 강조한 이 사진에서 화성암과 먼지는 푸른색을 띠고, 이 지역이 물에 잠겼을 때 형성된 것이 분명한 점토는 밝은 주황색과 노란색을 띤다. 마스 익스프레스의 투시도에는 좀 더 넓은 지역이 실제 색으로 담겨 있다.