오늘날 화성은 춥고 건조하며 지질 학적으로 죽은 행성이라는 것을 잘 알고 있습니다. 그러나 수십억 년 전에 지구가 아직 어렸을 때 지구는 더 조밀 한 분위기를 자랑했으며 표면에 액체 물이있었습니다. 수백만 년 전, 또한 상당한 양의 화산 활동을 경험했으며, 그 결과 태양계에서 가장 큰 화산 인 올림푸스 몬 스와 같은 거대한 지형이 형성되었습니다.
최근까지 과학자들은 화성 화산 활동이 지구에 수십억 년 동안 없었던 지각 운동 이외의 다른 원인에 의해 주도되고 있음을 이해했습니다. 그러나 화성암 표본에 대한 연구를 수행 한 후 영국과 미국의 한 연구팀은 얼마 전에 화성은 이전에 생각했던 것보다 더 화산 활동적이라고 결론을 내렸다.
그들의 연구는“연기 먹이 화산의 데이트를 통해 화성의 펄스를 취하기”라는 제목으로 최근 과학 저널에 실렸다. 자연 커뮤니케이션. 글래스고 대학교 (University of Glasgow)의 SUERC (Scottish Universities Environmental Research Center)와 지리 및 지구 과학 학교의 연구원 인 Benjamin Cohen이 이끄는 연구팀은 화성의 운석 샘플을 사용하여 화성의 화산 과거를 분석했습니다.
지구상에서 화산의 대부분은 지구의 맨틀에서 대류에 의해 구동되는 판 구조론의 결과로 발생합니다. 그러나 화성에서 화산 활동의 대부분은 맨틀 깃털의 결과이며 맨틀 내 깊은 곳에서 발생하는 고도로 지역화 된 마그마의 고향입니다. 이것은 지난 수십억 년 동안 화성의 표면이 정적이고 시원하게 유지 되었기 때문입니다.
이로 인해 화성의 화산은 지구상의 화산을 보호하기 위해 형태학이 비슷하지만 지구상의 화산보다 훨씬 큰 크기로 자랍니다. 예를 들어, 올림푸스 몬 스는 화성에서 가장 큰 쉴드 화산 일뿐만 아니라 태양계에서 가장 큽니다. 지구상에서 가장 높은 산 – Mt. 에베레스트 – 높이는 8,848m (29,029 피트)이며 올림푸스 몬 스는 약 22km (13.6 마일 또는 72,000 피트)입니다.
연구를 위해 코헨 박사와 그의 동료들은 방사성 연대 측정 기법을 사용했는데,이 기법은 일반적으로 지구상의 화산의 나이와 분화 속도를 결정하는 데 사용됩니다. 그러나, 이러한 기술은 화성의 쉴드 화산에는 이전에는 사용되지 않았습니다. 그 결과 화성의 운석 샘플에 대한 연구팀은 화성의 화산에서 자라는 성장률에 대한 최초의 상세한 분석이었습니다.
그들이 조사한 6 개의 샘플은 약 13 억 년 전에 현무암 마그마로 형성된 화성 운석의 종류 인 나크 라이트 (nakhlites)로 알려져 있습니다. 이 사건은 약 1,100 만년 전에 충격 사건으로 화성에서 폭발 한 후 지구에 왔습니다. 이 팀은 화성의 운석에 대한 분석을 수행하여 화성의 화산 과거에 관한 약 9 천만 년에 달하는 새로운 정보를 발견 할 수있었습니다.
코헨 박사는 글래스고 대학교 보도 자료에서 다음과 같이 설명했습니다.
"우리는 이전 연구에서 나크 라이트 운석이 화산암이라는 것을 알고 있으며, 최근 몇 년간의 연대 기술 개발로 인해 나크 라이트가 화성의 화산에 대해 더 많이 배울 수있는 완벽한 후보가되었습니다."
첫 번째 단계는 암석 샘플이 실제로 화성의 기원임을 입증하는 것이었고, 팀은 우주 방사선에 대한 노출을 측정하여 확인했습니다. 이로부터 그들은 1,100 만년 전에 화성 표면에서 암석이 추방되었다고 판단했는데, 이는 아마도 화성 표면에 대한 충격 사건의 결과 일 것입니다. 그런 다음 고정밀 방사선 기술을 적용했습니다. 40Ar /39Ar 데이트.
이것은 귀중한 질량 질량 분석기를 사용하여 샘플에 축적 된 아르곤의 양을 측정하는 것으로 구성되었으며, 이는 칼륨의 자연 방사성 붕괴의 결과입니다. 이로부터 화성 표면에 관한 9 천만년의 새로운 정보를 얻을 수있었습니다. 그들의 분석 결과는 지구와 화성 사이의 화산 역사에 상당한 차이가 있음을 나타냈다. 코헨 박사가 설명했듯이 :
“나클 라이트는 9 천만년 동안 최소 4 번의 분화로 형성된 것으로 나타났습니다. 이것은 화산의 경우 매우 오랜 시간이며, 육상 화산의 지속 시간보다 훨씬 길며, 일반적으로 몇 백만 년 동안 만 활동합니다. 그리고 이것은 화산의 표면을 긁는 것인데, 충돌 분화구에 의해 아주 적은 양의 암석 만이 방출 되었기 때문에 화산은 훨씬 더 오랫동안 활동 해 왔을 것입니다.”
또한,이 팀은 암석 샘플이 나온 화산을 좁힐 수도있었습니다. NASA가 수행 한 이전의 연구는 가능한 nakhlite 소스 분화구에 대한 여러 후보를 밝혀 냈습니다. 그러나 화산 폭발의 시대와 샘플이 우주로 방출되는 영향의 관점에서 위치 중 하나만 결과와 일치했습니다.
이 특정 분화구 (현재 이름이 지정되지 않은)는 Elysium Planitia로 알려진 화산 평원에 위치하고 있으며 높이는 12.6km (7.8 마일) 인 Elysium Mons 화산 정상에서 약 900km (560 마일) 떨어져 있습니다. 또한 NASA Curiosity 로버가 현재있는 북쪽에서 약 2000km (1243 마일) 떨어진 곳에 있습니다. Cohen이 설명했듯이 NASA는이 특정 분화구에 대한 훌륭하고 상세한 위성 이미지를 가지고 있습니다.
“폭 6.5km에 이물질이 방출되는 것을 막았다”고 그는 말했다. “우리는 분화구 벽에 여러 개의 수평 띠를 볼 수있었습니다. 이것은 바위가 층을 형성하고 각 층이 별도의 용암 흐름으로 해석됨을 나타냅니다. 이 연구는 나크 라이트 운석의 역사와 태양계에서 가장 큰 화산을 더 분명하게 보여줄 수있었습니다.”
앞으로 화성으로 돌아가는 샘플 귀환 및 선원 임무는이 그림을 더욱 분명하게 해줄 것입니다. 지구와 같은 화성은 지구 행성이라는 것을 감안할 때, 우리가 지질 학적 역사에 대해 할 수있는 모든 것을 알면 궁극적으로 태양계의 암석 행성이 어떻게 형성되었는지에 대한 이해가 향상 될 것입니다. 간단히 말해, 화성의 화산 역사에 대해 더 많이 알수록 태양계의 형성과 진화에 대해 가장 많이 배울 수 있습니다.
