화성의 이 구멍은 뭘까?
화성의 이 구멍은 뭘까?
  • 함예솔
  • 승인 2020.03.20 21:20
  • 조회수 5435
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저 구멍 보이시나요? 출처: NASA, JPL, U. Arizona
저 구멍 보이시나요? 출처: NASA, JPL, U. Arizona

위 사진의 배경은 화성인데요. 산 정상부에 뻥 뚫린 구멍 보이시나요? 꽤 커보이는데요. 무엇이 이 특이한 구멍을 만들었을까요? 

 

이 구멍은 현재에도 화성 궤도를 돌고 있는 화성정찰위성(robotic Mars Reconnaissance Orbiter)에 탑재된 HiRISE 기기가 2011년 촬영한 파보니스(Pavonis Mons) 화산의 모습입니다. 지금 보고 있는 용암동굴(lava tube)는 과거 화성의 화산 활동의 산물인데요. 모양을 보니 순상화산(shield volcano)인 것 같습니다. 순상화산은 SiO2의 함량이 적어 점성이 낮고 유동성이 큰 현무암질 용암이 분출하여 생긴 방패 모양의 넓은 화산입니다. 하와이 섬의 마우나로아 화산이 대표적입니다.  

용암동굴이 뚫려 아래 용암이 보인다. 출처: US Geological Survey
용암동굴이 뚫려 아래 용암이 보인다. 출처: US Geological Survey

이 화산의 남서쪽 경사면을 보면 놀랄만한 지질학적 특징을 보여주는데요. '지구(grabens)'라 불리는긴 용암동굴과 커다란 화산 분화구도 보입니다. 용암동굴은 뜨겁게 흐르는 용암의 표면이 식으면서 만들어진 통로인데요. 용암은 이 굳어진 표면 아래로 계속 흐르지만 용암이 더 이상 만들어지지 않으면 이 터널은 비게 되며 용암동굴을 만들어 놓게 됩니다. 이는 지구와 달에서도 발견됩니다. 용암동굴이 만들어진 이후 지붕이 붕괴되면 지붕이 뻥 뚫리게 될 수 있다고 합니다.  

 

  • 지구(graben)

 

지구(graben). 출처: Wikimedia Commons
지구(graben). 출처: Wikimedia Commons

 

지구(graben)는 가늘고 긴 폭이 있는 계곡 형태의 지형으로 침식에 의해 생긴 계곡과 달리 단층 활동에 의해 생성됩니다. 거의 평행한 2개 이상의 정단층 사이에 발견되며 양쪽의 신장력 때문에 생성됩니다. 

 수치지형모델(DTM)으로 화산 크기 측정해 본 결과

애리조나대학교(University of Arizona)연구진이 파보니스(Pavonis Mons) 화산의 이미지와 수치지형모델(Digital Terrain Model, DTM)을 분석했다. 출처: NASA/JPL/UArizona
애리조나대학교(University of Arizona)연구진이 파보니스(Pavonis Mons) 화산의 이미지와 수치지형모델(Digital Terrain Model, DTM)을 분석했다. 출처: NASA/JPL/UArizona

 

분화구에 비추는 빛에 의해 그림자가 생긴 걸 볼 수 있는데요. 이를 분석한 결과 분출구의 폭은 약 35m이고 분화구의 깊이는 약 20m인 것으로 드러났습니다. 그런데 애리조나대학교(University of Arizona) 연구진이 이러한 파보니스(Pavonis Mons) 화산의 이미지와 수치지형모델(Digital Terrain Model, DTM)을 분석해본 결과 이 분화구의 높이는 약 28m인 것으로 드러났습니다. 

 

수치지형모델(DTM)을 이용하면 화산에서 분출된 물질의 양과 화산의 높이를 추정할 수 있는데요. 계산 결과 이 화산체는 적어도 62m이며 꼭대기에 있는 분화구의 높이가 28m인 점을 고려해봤을 때, 한 때 정상부에 있는 이 구멍이 붕괴되고 채워지기 전에는 약 90m 깊이였던 것으로 추정됩니다. 지구에는 이 정도 크기에 도달하거나 넘는 용암동굴은 몇 개 없는 것으로 알려져 있는데요. 이마저도 용암이 아닌 지하의 석회암이 물에 의해 용해되면서 형성된 곳들입니다. 

파보니스(Pavonis Mons) 화산. (NASA/JPL-Caltech/Arizona State University)
파보니스(Pavonis Mons) 화산. (NASA/JPL-Caltech/Arizona State University)

이와 같은 용암동굴은 화성에 내리쬐고 있는 혹독한 방사능과 미소 운석으로부터 어느 정도 보호되기 때문에 화성에 생명체를 찾는다면 이 곳이 비교적 좋은 후보지가 될 수 있다고 합니다. 혹은 향후 인류가 화성에 갔을 때 지하 기지를 건설하기에도 좋은 장소가 될 수 있다는 걸 의미하죠. 이에 이미 유럽우주국(ESA)과 같은 기관에서는 우주비행사를 동굴로 보내 탐사하는 훈련을 진행하기도 했습니다. 따라서 행성지질학자들에게는 달이나 화성에서 발견되는 용암동굴이 그 행성의 지질학적 정보를 얻는데  큰 도움이 되는 것 같습니다. 

 

 


 


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