화성의 신비한 협곡을 파낸 사람은 누구입니까? 대답은 폭발적이다

수년 동안 과학자들은 CO를 의심했습니다.₂ 얼음이 이상한 형태를 만들어낸 것일 수도 있지만, 그것을 직접적으로 보여줄 수 있는 사람은 아무도 없었습니다. Roelofs는 CO를 사용하여 실험실에서 도랑을 만드는 데 성공했습니다.₂ 얼음 블록은 지구에서 발생하지 않으며 이전에는 실제로 볼 수 없었던 자연적인 과정을 복제합니다.

승화

화성의 겨울에는 기온이 영하 120도까지 떨어지면서 모래 언덕에 얼음이 쌓입니다. 봄이 다가오면 태양이 경사면을 따뜻하게 하고 때로는 1미터 길이의 커다란 얼음 덩어리가 떨어져 나가게 됩니다. 화성은 대기가 얇고 따뜻한 모래와 얼음 사이의 온도 차이가 크기 때문에 이 블록의 밑면은 승화라는 과정에서 즉시 가스로 변합니다. 가스는 단단한 얼음보다 훨씬 더 많은 공간을 차지하기 때문에 압력이 빠르게 증가하여 얼음이 “폭발”하는 것처럼 보이게 됩니다.

Roelofs는 “시뮬레이션에서 높은 가스 압력이 블록 주변의 모래를 모든 방향으로 폭발시키는 방법을 확인했습니다.”라고 말했습니다. 그 결과, 블록은 경사면 속으로 파고들어 작은 모래 능선으로 둘러싸인 빈 공간에 갇히게 됩니다. “그러나 승화 과정은 계속되고 그래서 모래는 계속해서 사방으로 폭발합니다.” 얼음은 계속 증발하면서 점차 내리막으로 미끄러져 양쪽에 능선이 있는 길고 깊은 도랑을 만듭니다. 이 인공 협곡은 화성에서 볼 수 있는 것과 거의 정확하게 일치합니다.

조경 형성

Roelofs는 화성 표면을 조각하는 지질학적 힘을 연구합니다. 이전 연구에서 그녀는 CO를 승화시키는 것을 보여주었습니다.₂ 얼음은 분화구 벽을 따라 깊은 채널을 자르는 잔해 흐름을 유발할 수 있습니다. “그러나 이번 연구에서 협곡은 다르게 보였습니다”라고 그녀는 설명합니다. “따라서 이 뒤에는 다른 프로세스가 있었습니다. 그러나 어떤 프로세스가 있습니까? 그것이 바로 제가 발견하기 시작한 것입니다.”

화성 챔버

그녀는 석사과정 학생인 Simone Visschers와 함께 영국의 도시 밀턴 케인스(Milton Keynes)로 여행을 떠나 이 특이한 모래 협곡 뒤에 숨겨진 미스터리를 풀었습니다. Open University에는 화성 조건을 시뮬레이션하는 시설인 ‘화성 챔버’가 있습니다. 영국 지형학회의 재정적 지원 덕분에 이번 방문이 가능해졌습니다. “우리는 다양한 가파른 각도에서 모래 언덕의 경사를 시뮬레이션하여 다양한 것을 시도했습니다. 우리는 CO 블록을 놓았습니다.₂ 연구원은 “비탈면 꼭대기에서 얼음이 떨어져 무슨 일이 일어나는지 관찰했다”며 “올바른 경사면을 찾은 후 마침내 결과를 확인했다”고 말했다. CO₂ 얼음 블록은 마치 굴을 파는 두더지나 듄의 모래벌레처럼 경사면을 파고 아래로 움직이기 시작했습니다. 정말 이상해 보였어요!”

얼음에서 협곡까지

그러면 이러한 얼음 덩어리는 정확히 어떻게 형성됩니까? “CO₂ 화성의 남반구 중간쯤에 있는 사막 모래 언덕에 얼음 덩어리가 형성됩니다. 겨울에는 CO층이₂ 사구 전체 표면에 얼음이 형성되며 때로는 두께가 최대 70cm에 이릅니다! 봄에는 이 얼음이 따뜻해지고 승화되기 시작합니다. 이 얼음의 마지막 잔해는 모래 언덕 꼭대기의 그늘진 면에 위치하며 온도가 충분히 높아지면 블록이 부서지는 곳이 바로 그곳입니다. 블록이 경사면 바닥에 도달하여 이동을 멈추면 얼음은 모든 CO2가 나올 때까지 계속 승화됩니다.₂ 증발했습니다. 남은 것은 모래 언덕 바닥의 모래 속에 움푹 들어간 곳뿐입니다.”

왜 화성인가?

왜 이 행성은 사람들을 그토록 매료시키는 걸까요? “화성은 우리와 가장 가까운 이웃입니다. 화성은 우리 태양계의 ‘녹색지대’에 가까운 유일한 암석 행성입니다. 이 구역은 생명체의 전제조건인 액체 물의 존재를 가능하게 할 만큼 태양으로부터 정확히 멀리 떨어져 있습니다. 따라서 생명의 기원과 가능한 외계 생명체에 대한 질문은 여기에서 해결될 수 있습니다.”라고 Roelofs는 말합니다. “또한 다른 행성의 지형 구조 형성에 대한 연구를 수행하는 것은 지구에 대해 생각하는 데 사용되는 틀에서 벗어나는 방법입니다. 이를 통해 약간 다른 질문을 제기할 수 있으며 결과적으로 여기 우리 행성의 과정에 대한 새로운 통찰력을 제공할 수 있습니다.”