특이한 화성의 흙더미가 붉은 행성의 가장 큰 미스터리 중 하나를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.

 화성 에는 수천 개의 신비한 흙더미가 있으며, 이 붉은 행성에 고대에 물이 존재했고, 그 물이 우뚝 솟은 지형을 조각했을 가능성이 높다는 증거가 보존되어 있습니다.
15,000개가 넘는 마운드가 화성의 크리세 평원 저지대에서 하늘로 튀어나와 있습니다. 이 평원은 화성의 남반구와 북반구를 나누는 자연적 경계선 근처에 있습니다. 지질학적 특징은 과학자들을 오랫동안 매료시켰는데, 지금까지 과학자들은 마운드를 만든 것이 무엇인지 확신하지 못했습니다. 텍사스만큼 넓은 지역에 걸쳐 있는 이 지형은 붉은 행성 주위를 도는 NASA와 유럽 우주국 궤도선이 촬영한 이미지에서 볼 수 있습니다. 이 특이한 지형은 애리조나-유타 국경을 따라 있는 모뉴먼트 밸리의 유명한 버트와 메사와 비슷합니다.
1월 20일 Nature Geoscience 저널에 발표된 궤도선이 수집한 이미지와 데이터에 대한 새로운 분석은 마운드의 역사에 빛을 비췄습니다. 이 발견은 지구의 북반구와 남반구 사이에 왜 그렇게 극명한 차이가 있을 수 있는지를 보여줍니다. 40억~38억 년 전에 물에 의한 침식입니다.
이러한 둔덕은 천문학자들이 화성의 과거에 대한 비밀을 밝히는 데 도움이 될 수 있는 시간 캡슐과 같은 역할을 합니다.
"각 마운드는 일련의 층으로 구성되어 있으며, 각 층은 과거 사건의 기록입니다." 런던 자연사 박물관의 행성 과학자이자 박사후 연구원인 연구 책임자 조 맥닐 박사는 이메일을 통해 이렇게 말했습니다. "가장 오래된 층은 바닥에 있으며 약 40억 년 된 암석으로 구성되어 있습니다. 지질학자에게 이러한 층을 보는 것은 책의 페이지를 보는 것과 같습니다. 각 층이 이야기를 전달합니다!"
이 마운드는 2028년 발사 예정인 ESA의 ExoMars Rosalind Franklin 로버 의 미래 착륙 지점 근처에 있습니다. 로버가 마운드를 조사하여 화성의 물 역사에 대해 더 많은 것을 밝혀내고 미래 인간 탐사를 위한 자원을 정확히 알아낼 가능성이 있습니다.
McNeil과 그의 팀은 화성 주변을 도는 궤도선이 수집한 이미지를 사용하여 마운드의 지질에 대한 통찰력을 얻었습니다. 궤도선은 다양한 데이터를 수집하는 센서, 카메라 및 기타 과학 기기를 탑재합니다. 멀리서 보면 마운드가 서로 비슷해 보였지만, 궤도선이 촬영한 고해상도 영상을 통해 McNeil은 확대해서 볼 수 있었고, "구조의 놀라운 다양성"을 드러냈습니다. Monument Valley의 버트와 메사는 계곡 바닥에서 최대 1,000피트(300m) 높이까지 올라가고 145제곱마일의 면적을 차지하는 반면, 화성의 둔덕은 1,800피트(550m) 높이에 이르고 2,000배 더 넓은 면적에 걸쳐 있다고 McNeil은 말했습니다. 화성의 둔덕은 수백만 년이 아니라 수십억 년 동안 존재했기 때문에 훨씬 오래되었습니다. 그러나 맥닐의 분석에 따르면 화성의 둔덕은 침식으로 인해 씻겨 나가고 깎여 나간 고대 고지대의 마지막 잔해일 가능성이 높으며, 모뉴먼트 밸리의 지형이 침식된 것과 비슷한 방식으로 형성되었습니다.
"우리의 연구 결과에 따르면, 40억(10억)년에서 38억 년 전 사이 지질학적 시간 척도에서 이 지역의 표면과 지하에 물이 존재했습니다."라고 McNeil은 말했습니다. "마운드는 원래 고지대의 일부였으며, 액체 물이 있는 상태에서 형성된 수백 미터의 점토가 풍부한 암석으로 구성되었습니다. 수백 킬로미터에 걸쳐 침식된 것은 고지대가 오늘날보다 훨씬(더 멀리) 북쪽으로 확장되었음을 보여주며, 화성의 고대 지리와 수문학에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다."
마운드 내부의 점토가 풍부한 암석층은 화성 표면에 물이 풍부하게 존재하여 암석과 화학 반응을 형성했음을 시사합니다. 액체 또는 얼음 형태의 물은 암석의 균열을 침투시켜 침식을 일으켰을 수 있습니다. 화성에는 한때 격렬한 강과 호수가 존재했다는 증거가 있지만 어떤 종류의 물 특징이 침식을 일으켰는지 말하기는 어렵다고 맥닐은 말했습니다.
"대부분의 증거가 침식되어 사라졌고, 남은 흙더미는 너무 오래되어 원래 흙더미를 형성했던 것 외에도 38억 년 동안 바람에 의한 침식을 더 받았다"고 맥닐은 말했다.
"대부분 페이지가 없어지고 나머지는 찢어지고 퇴색된 책의 줄거리를 이해하려는 것과 같습니다. 우리는 이야기의 일부를 조각해 낼 수 있지만, 많은 부분은 해석에 맡겨집니다."
맥닐과 그의 동료들이 연구에서 탐구하는 한 가지 질문은 화성의 고대 북부 바다가 침식을 일으켰을 가능성이 있는지입니다. 하지만 이 아이디어는 과학자들 사이에서 논란의 여지가 있습니다. 그러나 이 지역을 로봇으로 탐사하면 바다가 과거에 존재했는지, 그리고 바다에 생명체가 살았는지를 알아낼 수 있을 것입니다.
마운드는 화성 이분법이라고 알려진 곳 바로 북쪽에 있습니다. 화성 이분법 은 북반구의 얕은 평야와 남반구의 솟아오른 고지대 사이의 자연적 경계입니다. 남부 고지대는 크레이터로 심하게 움푹 패 있으며, 그 위의 저지대의 매끄럽고 구불구불한 평야보다 평균 5마일(8km) 더 높습니다. 하지만 연구자들은 행성 전체를 감싸고 있는 경계를 만든 것이 무엇인지 알아내는 데 어려움을 겪었고, 이는 화성의 가장 큰 미스터리 중 하나를 낳았다고 McNeil은 말했습니다. 이 경계의 모습은 행성마다 다르며, 일부 지역은 저지대와 고지대를 직접 연결하는 것처럼 보이고, 다른 지역은 날카로운 절벽을 포함합니다. 과학자들은 경계의 기원에 관해 두 가지 주요 이론을 가지고 있다.
" 판구조론은 지구에 대륙과 해양 분지를 제공하지만 화성에는 자체 판구조론이 없습니다."라고 맥닐은 말했습니다. "이것은 화성의 남부 고지대가 매우 두껍고 오래된 지각을 가지고 있지만 북부 저지대는 매우 젊고 얇은 이유를 설명하기 어렵다는 것을 의미합니다.
"일부 모델은 화성의 북쪽이 역사 초기에 하나 이상의 거대한 충돌에 부딪혀 북쪽 저지대가 큰 저지대로 효과적으로 형성되었다고 제안했습니다."라고 그는 설명했습니다. "또는 판구조론과 유사한 맨틀 주도 과정의 결과일 수 있지만, 화성 역사에서 꽤 일찍 끝났습니다."
두 이론 모두에 대한 증거가 있고 반대 증거도 있으며, 이에 대한 논쟁은 계속되고 있다고 맥닐은 말했다. 1월 16일자 지오 피지컬 리서치 레터스(Geophysical Research Letters) 저널에 발표된 연구에 따르면, 퇴역한 NASA 인사이트(InSight) 임무에서 감지된 화성 지진, 즉 화성 내부에서 발생하는 진동은 화성 지하의 대류가 이러한 이분법의 원인이라는 것을 시사한다. 연구 저자들은 대류, 즉 한 지점에서 다른 지점으로 열이 전달되는 현상은 수십억 년 전 화성의 맨틀, 즉 내층에서 일어났을 가능성이 크다고 말했습니다. 맨틀은 행성의 지각과 핵 사이에 자리 잡고 있습니다. 맥닐은 영국의 오픈 대학교에서 박사 과정을 밟는 동안 이분법 근처의 크리세 평원 지역의 마운드를 조사하기 시작했습니다. 그는 그곳이 "미래의 화성 탐사를 위한 최적의 위치"라고 믿었기 때문입니다. Oxia Planum과 Mawrth Vallis와 같은 마운드에 가까운 지역은 화성에서 과거 생명체의 흔적을 보존할 수 있기 때문에 과학자들의 관심을 끌고 있습니다. 마운드는 Mawrth Vallis와 Oxia Planum 사이의 310마일(500km)에 걸쳐 있지만, 연구에 포함된 대부분의 마운드는 해당 지역의 북쪽과 서쪽 저지대에 위치한 Mawrth Vallis에 더 가깝습니다.

Mawrth Vallis와 Oxia Planum은 모두 Rosalind Franklin 로버의 미래 착륙지 후보였습니다. 하지만 ESA 에 따르면 임무 팀은 Oxia Planum 이 착륙과 지형 횡단에 더 안전한 장소가 될 것이라고 결정했습니다. 이 연구에서 조사된 마운드는 옥시아 평원에서 수백 킬로미터 떨어진 곳에 있지만, 착륙 지점에는 동일한 구성을 가진 더 작은 마운드가 있어 로버가 가까이서 관찰하고 사진을 찍을 수 있습니다. "이것은 매우 흥미로운데, 이 평원을 탐사함으로써 로버가 더 넓은 지역에 대해 많은 것을 알려주고, 아마도 거기에 존재했던 환경과 거주 가능 여부에 대해서도 알려줄 것이기 때문입니다." 맥닐이 말했습니다. "(마운드)는 화성의 이 지역이 어떻게 모두 연결되어 있는지 이해하는 데 중요한 열쇠였습니다."
프랑스 우주 천체물리학 연구소의 천문학자인 프랑수아 풀레는 모스 밸리스 지역을 연구한 적이 있는데, 맥닐의 연구가 마운드가 어떻게 형성되었는지에 대한 더 자세한 내용과 증거를 제공한다고 믿는다고 말했습니다. 풀레는 새로운 연구에 참여하지 않았습니다.
"이 연구는 모스 밸리스가 진정으로 독특한 지역이며 미래의 로봇 미션이 탐험하기에 가장 적합한 지역 중 하나라는 제 생각을 강화해 주었습니다."라고 Poulet은 말했습니다.