화성의 표면과 대기에 대한 연구는 고대의 비밀을 밝혀 냈습니다. 노력 덕분에 호기심 로버와 다른 임무에서 과학자들은 이제 물이 한때 화성에 흘렀으며 행성이 더 밀도가 높은 대기라는 사실을 알고 있습니다. 그들은 또한 기계공이이 대기를 고갈시키는 원인을 추론 할 수 있었으며, 오늘날 우리가 볼 수있는 차갑고 건조 된 환경으로 바꿨습니다.
동시에, 그것은 다소 흥미로운 역설로 이어졌다. 본질적으로, 화성은 태양이 오늘날처럼 1/3 정도 따뜻한 시간에 표면에 따뜻하고 흐르는 물을 가지고 있다고 믿어집니다. 이를 위해서는 화성 대기의 표면을 충분히 따뜻하게 유지하기 위해 충분한 이산화탄소가 필요합니다. 그러나 호기심 로버의 최신 연구 결과에 따르면 이것은 사실이 아닙니다.
이 발견은 게일 분화구에서 드릴 샘플의 미네랄 함량을 연구하는 데 사용 된 Curiosity 's Chemistry and Mineralogy X-ray Diffraction (CheMin) 기기에서 얻은 데이터 분석의 일부입니다. 이 분석의 결과는 최근에 국립 과학 아카데미의 절차연구팀은 고대 호반에서 채취 한 시료에서 미량의 탄산염이 발견되지 않았다고 밝혔다.
그것을 분해하기 위해, 증거는 호기심 (그리고 다른 많은 로버, 착륙선 및 궤도 선) 과학자들은 약 35 억 년 전에 화성 표면에 호수와 흐르는 강이 있다고 결론지었습니다. 그들은 또한 많은 샘플을 수집하여 결정했습니다. 호기심 2011 년 게일 분화구에 착륙 한이 지질 학적 특징은 한때 호수 퇴적물이되어 퇴적암 퇴적물로 점차 채워졌습니다.
그러나 화성이 액체 물이 존재하기에 충분히 따뜻해지기 위해서는 대기에 일정량의 이산화탄소가 포함되어 있어야합니다. 이는 태양의 감소 된 따뜻함을 보상하기에 충분한 온실 효과를 제공합니다. 게일 분화구의 암석 샘플은 수십억 년 전에 어떤 조건이 있었는지에 대한 지질 학적 기록으로 작용하기 때문에 이것이 사실이라면 많은 탄산염 광물을 함유하고있을 것입니다.
탄산염은 물에서 양으로 하전 된 이온 (마그네슘 및 철과 같은)과 결합하여 이산화탄소에서 발생하는 미네랄입니다. 이들 이온이 화성암 시료에서 잘 공급되는 것으로 밝혀졌으며, 이후 분석 결과 탄산염이 용해 될 정도로 산성화되지 않은 것으로 나타났기 때문에 이들이 나타나지 않는 명백한 이유는 없습니다 .
호기심에 관한 CheMin 기기의 수석 연구원 인 Thomas Bristow는 그의 팀과 함께 최소 대 기량의 이산화탄소가 무엇이고, 이것이 오늘날 화성암에서 발견되는 탄산염 수준에 의해 어떻게 표시되는지 계산했습니다. 그런 다음 몇 년 동안 CheMin 기기 데이터를 정렬하여 이러한 미네랄의 징후가 있는지 확인했습니다.
그러나 최근 NASA 보도 자료에서 설명했듯이 그 결과는 단순히 측정되지 않았습니다.
“우리는 특히 로버가 조사한 퇴적암에 탄산염 미네랄이없는 것에 충격을 받았습니다. 대기에 암석의 광물 증거가 알려주는 것보다 백 배나 더 많은 이산화탄소가 있어도 액체 수를 얻는 것이 정말 어려울 것입니다.”
결국, Bristow와 그의 팀은 그들이 분석 한 암석 샘플에서 미량의 탄산염조차 찾을 수 없었습니다. 게일 분화구 (Gale Crater)에 호수가 존재했을 때 대기에 수십 밀리바의 이산화탄소가 존재하더라도 호기심의 CheMin이 감지하기에 충분한 탄산염을 생산했을 것입니다. 이 최신 발견은 수년간 화성 연구자들을 괴롭힌 역설에 추가됩니다.
기본적으로 연구자들은 화성의 과거에 대한 표면 특징이 나타내는 것과 화학적 및 지질 학적 증거가 말하는 것 사이에는 심각한 불일치가 있음을 지적했습니다. 과거에 지구가 더 밀도가 높은 대기라는 증거가 많을뿐만 아니라, 40 년이 넘는 궤도 영상 (그리고 수년간의 지표 데이터)은 화성이 한때 지표수와 활발한 수 문학적주기를 가졌다는 충분한 지질 학적 증거를 산출했습니다.
그러나 과학자들은 화성 기후가 어떻게 이런 상황에 필요한 조건을 유지할 수 있었는지를 보여주는 모델을 만들기 위해 여전히 노력하고 있습니다. 지금까지 유일하게 성공적인 모델은 대기에 상당한 양의 이산화탄소와 수소가 포함 된 모델이었습니다. 불행히도,이 분위기가 어떻게 만들어지고 지속될 수 있는지에 대한 설명은 여전히 애매합니다.
또한 수십억 년 전에 존재했던 그러한 대기에 대한 지질 학적 및 화학적 증거도 부족한 상태입니다. 과거에, 궤도에 의한 조사는 화성 표면에서 탄산염 광물의 증거를 찾을 수 없었습니다. 호기심과 같은 표면 임무는 물이 존재하는 것으로 알려진 토양을 채취하고 샘플을 뚫음으로써이 문제를 해결할 수 있기를 바랍니다.
그러나 Bristow가 설명했듯이, 그의 팀의 연구는 이것에 대한 문을 효과적으로 닫았습니다.
“궤도에서 탄산이 많이 나오지 않은 이유는 미스터리였습니다. 탄산염이 여전히 존재할 수 있다고 말하면이 물에서 벗어날 수 있지만, 먼지로 덮여 있거나 묻혀 있거나 올바른 장소를 찾지 않아서 궤도에서 볼 수는 없습니다. 호기심 결과는 역설에 초점을 맞 춥니 다. 우리가 처음으로 물 아래 퇴적 된 퇴적물로 형성된 암석에서 지표면에 탄산염을 확인한 것은 이번이 처음입니다.”
이 역설에 대한 몇 가지 가능한 설명이 있습니다. 한편으로 일부 과학자들은 게일 분화구 호수가 개방 된 수역이 아니었을 수도 있고 아마도 얼음으로 덮여있을 수도 있다고 주장했습니다. 이것은 여전히 퇴적물이 들어갈 수있을 정도로 얇았습니다. 이것이 사실이라면, 눈에 띄는 표시가 남게 될 것입니다. 여기에는 부드러운 퇴적 호반 암석의 깊은 균열이 포함됩니다.
그러나 이러한 징후가 발견되지 않았기 때문에 과학자에게는 일치하지 않는 두 가지 증거가 있습니다. Curiosity의 프로젝트 과학자 인 Ashwin Vasavada는 다음과 같이 말합니다.
“고대 호에 퇴적 된 강바닥, 삼각주 및 수백 피트의 진흙을 가로 지르는 호기심의 횡단은 우리가 찾고있는 암석을 만들기 위해 물과 퇴적물을 공급하는 활발한 수 문학적 시스템을 요구합니다. 수소와 같은 다른 가스와 혼합 된 이산화탄소는 이러한 시스템에 필요한 온난화 영향의 주요 후보자입니다. 이 놀라운 결과는 실행에서 벗어날 것으로 보인다”고 말했다.
운 좋게도 과학의 불일치가 새롭고 더 나은 이론을 개발할 수있게 해줍니다. 그리고 화성 표면의 탐사가 계속됨에 따라 엑소 마르 그리고 화성 2020 향후 몇 년간의 임무 – 우리는 추가적인 증거가 나타날 것으로 기대할 수 있습니다. 바라건대, 그것은이 역설에 대한 해결책을 제시하는 데 도움이 될 것이며 우리의 이론을 더 복잡하게 만들지 않을 것입니다!
