항공 사진은 한때 화성의 제제로 분화구(Jezero Crater)에 있는 고대 호수에 수원이 공급되었던 삼각주의 유적을 보여줍니다. 이미지 출처: NASA/JPL-Caltech/애리조나 주립대학교

지면을 관통하는 레이더는 시대에 따른 환경 변화를 밝혀내고 토양 샘플에 생명체의 흔적이 남아 있을 것이라는 희망을 불러일으킵니다.

  • 탑재된 지상 관통 레이더 NASA'에스 화성 Perseverance 탐사선은 화성 적도 북쪽에서 고대 운석 충돌로 형성된 제제로 분화구(Jezero Crater)에 한때 광대한 호수와 강 삼각주가 있었다는 사실을 확인했습니다.
  • 오랜 세월에 걸쳐 분화구 내의 퇴적물 퇴적과 침식이 오늘날 표면에 보이는 지질 구조를 형성했습니다.
  • 호수 퇴적물의 발견은 Perseverance가 수집한 토양 및 암석 샘플에서 생명체의 흔적을 찾을 수 있다는 희망을 불러일으킵니다.
NASA의 Mars Perseverance Rover RIMFAX 지상 침투 레이더

NASA의 Mars Perseverance 탐사선에 있는 RIMFAX 장비가 화성의 Jezero 분화구에 있는 분화구 바닥과 삼각주 사이의 접촉을 통해 지상 관통 레이더 측정값을 얻는 모습을 보여주는 애니메이션입니다. 크레딧: 김유빈, 데이비드 페이지, UCLA

화성에 생명체가 존재한다면, 제제로 분화구 기저의 호수 퇴적물에 대한 퍼서비어런스의 검증은 분화구에서 흔적을 찾을 수 있다는 희망을 불러일으킵니다.

잡지에 발표된 새로운 연구에서 과학의 발전팀을 이끌었다 캘리포니아대학교 그리고 오슬로대학교 어느 시점에서 구덩이는 물로 채워져 구덩이 바닥에 퇴적물 층이 쌓인 것으로 보입니다. 그 후 호수는 줄어들었고 호수를 공급하는 강에 의해 운반된 퇴적물은 거대한 삼각주를 형성했습니다. 시간이 지남에 따라 호수가 소멸됨에 따라 분화구의 퇴적물이 침식되어 오늘날 표면에서 볼 수 있는 지질 학적 특징을 형성했습니다.

Mars Perseverance Rover RIMFAX 지상 관통 레이더 측정 Hawksbill Gap

Mars Perseverance Rover RIMFAX 화성의 Jezero Crater Western Delta에 있는 Hawksbill Gap 지역에 대한 지상 관통 레이더 측정. 혹스빌 갭. 이미지 제공: Sven-Erik Hamran, Tor Berger, David Page, University of Oslo, UCLA, JPL, NASA.

레이더는 장구한 환경 변화에 걸쳐 퇴적 및 침식 기간이 발생했음을 나타내며, 이는 우주에서 얻은 화성 이미지를 기반으로 제제로 분화구의 지질학적 역사에 대한 추론이 정확하다는 것을 확인시켜 줍니다.

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데이비드 페이지는 “궤도에서 다양한 퇴적물을 볼 수 있지만 우리가 보고 있는 것이 원래 상태인지, 아니면 오랜 지질학적 이야기의 끝을 목격하고 있는지 확실하게 말할 수는 없다”고 말했다. UCLA 지구, 행성 및 우주 과학 교수이자 이 논문의 첫 번째 저자입니다. “이런 것들이 어떻게 형성되었는지 알려면 표면 아래를 봐야 합니다.”


NASA의 Perseverance 탐사선이 Cape Nucchak에서 Sol 641의 분화구 바닥까지 서부 Jezero 삼각주 아래를 통과하는 동안 NAVCAM 이미지에서 AI로 삽입된 비디오. 이미지 출처: Lior Rubanenko, Emily Cardarelli, Justin McKee, David Page, University of California, California NASA 제트 추진 기술 연구소

자동차만한 크기에 7개의 과학 장비를 탑재한 이 탐사선은 2021년부터 폭 30마일의 분화구를 탐험하고 지질학과 대기를 연구하고 샘플을 수집해 왔습니다. Perseverance의 토양과 암석 샘플은 지구로 반환될 예정입니다. 미래의 탐험을 통해 전생의 증거를 찾기 위해 연구합니다.

2022년 5월과 12월 사이에 퍼서비어런스(Perseverance)는 분화구 바닥에서 삼각주로 로켓을 발사했습니다. 삼각주는 궤도에서 볼 때 지구상의 강 삼각주와 유사한 30억 년 된 퇴적물로 이루어진 광활한 지역입니다.

Mars Perseverance Rover RIMFAX Hawksbill Gap 지역의 지상 관통 레이더 측정

Mars Perseverance Rover RIMFAX 화성의 Jezero Crater Western Delta에 있는 Hawksbill Gap 지역에 대한 지상 관통 레이더 측정. 이미지 제공: Sven-Erik Hamran, Tor Berger, David Page, University of Oslo, UCLA, JPL, NASA.

탐사선이 삼각주를 향해 향하자 Perseverance는화성 표면 아래 실험의 레이더 영상, RIMFAX 장비는 10cm 간격으로 아래쪽으로 레이더파를 발사하고 표면 아래 약 20m 깊이에서 반사된 펄스를 측정했습니다. 과학자들은 레이더를 사용하여 퇴적물의 바닥을 확인하여 묻힌 구덩이 바닥의 상부 표면을 드러낼 수 있습니다.

지상 관통 레이더를 사용하고 지구상에서 RIMFAX를 테스트하는 수년간의 연구를 통해 과학자들은 레이더 반사를 통해 지하층의 구조와 구성을 읽는 방법을 배웠습니다. 결과 지하 이미지는 고속도로 절단으로 해석될 수 있는 암석층을 보여줍니다.

RIMFAX의 수석 조사관인 페이지는 “일부 지질학자들은 레이더가 표면 아래를 볼 수 있는 능력이 일종의 속임수라고 말합니다.”라고 말했습니다.

Mars Perseverance Rover RIMFAX 지상 관통 레이더 측정 Cape Nookshak

Mars Perseverance Rover RIMFAX 화성의 Jezero Crater Western Delta에 있는 Cape Nookshak 지역의 지상 관통 레이더 측정. 이미지 제공: Sven-Erik Hamran, Tor Berger, David Page, University of Oslo, UCLA, JPL, NASA.

RIMFAX 이미징은 두 침식 기간 사이에 끼어 있는 두 가지 뚜렷한 퇴적물 퇴적 기간을 보여주었습니다. UCLA와 오슬로 대학은 삼각주 아래 분화구의 바닥이 균일하게 평평하지 않아 호수 퇴적물이 퇴적되기 전에 침식이 발생했음을 암시한다고 보고했습니다. 레이더 이미지는 지구의 호수에 퇴적된 퇴적물처럼 ​​퇴적물이 규칙적이고 수평임을 보여줍니다. 이전 연구에서는 호수 퇴적물의 존재가 의심되었으나 이번 연구를 통해 확인되었습니다.

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두 번째 퇴적 기간은 호수 수위의 변동으로 인해 강이 이전에 호수까지 확장되었지만 지금은 강 하구 근처에서 다시 침식된 넓은 삼각주를 퇴적시킬 때 발생했습니다.

페이지는 “암석 기록에 보존된 변화는 화성 환경의 대규모 변화에 의해 주도됐다”고 말했다. “이렇게 작은 지리적 영역에서 이렇게 많은 변화의 증거를 볼 수 있어 결과를 전체 크레이터 크기로 확장할 수 있다는 것은 대단한 일입니다.”

참고 자료: David A.의 “서쪽 삼각주와 화성의 제제로 분화구 바닥 사이의 접촉에 대한 지상 관통 레이더 관측” 페이지, 스벤-에릭 함란, 한스 E. F. 아문센, 토르 버거, 패트릭 러셀, 리바 카카리아, 마이클 T. 멜론, 시구르드 에데, 렌 M. 카터, 타이터스 M. 카사데몬트, 다니엘 C. Nunes, Emily S. Shoemaker, Dirk Plettemer, Henning Dybvik, Sanna Holm-Alomark 및 Briony H. N. Horgan, 2024년 1월 26일, 과학의 발전.
도이: 10.1126/sciadv.adi8339

이 연구는 NASA, 노르웨이 연구 위원회, 오슬로 대학교의 자금 지원을 받았습니다.

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