제제로 분화구가 화성에서 가장 흥미로운 장소인 이유

이번 주 NASA의 Perseverance 탐사선이 화성에 착륙하면 상상할 수 있는 가장 야심찬 과학적 노력 중 하나가 시작됩니다. 한때 외계 세계에서 생명체가 진화했다는 증거를 찾는 것입니다. 과학자들은 현재 화성에 생명체가 아무것도 없다고 확신하지만, 생명체가 존재할 수도 있다고 생각합니다. 행성 역사의 어느 시점에서 – 탐사선은 학습을 위해 제제로 분화구(Jezero Crater)라는 장소를 방문하고 있습니다. 더.

인내가 무엇인지 들어보셨을 것입니다. 고대 생명체의 흔적을 찾아서, 그리고 그것이 해당 검색의 주요 목표이기 때문에 Jezero로 향하고 있다는 말을 들었을 수도 있습니다.

그런데 왜 과학자들은 이 특정한 장소를 방문하는 데 그토록 관심을 갖고 있습니까? 수백만 년 또는 수십억 년 전에 외계 행성에서 생명체가 어디에서 진화했을지 어떻게 추측할 수 있나요? 무엇이 제제로를 특별하게 만드는가?

우리는 화성 지질학 전문가인 NASA 제트추진연구소의 케이티 스택 모건(Katie Stack Morgan)과 이야기를 나눠봤습니다.

생명 사냥이 시작된다

제제로 분화구(Jezero Crater)의 헤드라인 추첨은 인근 삼각주 매장지입니다. 수백만 년 전, 화성의 표면에는 액체 상태의 물이 풍부했고 풍경에는 ​​강과 계곡이 곳곳에 있었습니다. 이는 제제로(Jezero)와 같은 분화구가 물로 가득 차고, 물이 강에서 분화구로 유입될 때 지구상의 미시시피 삼각주와 비슷한 삼각주를 형성했다는 것을 의미합니다.

델타는 편안함을 제공하기 때문에 생명의 흔적을 찾는 놀라운 목표입니다. 생명체가 출현할 수 있는 환경과 더 쉽게 유기물을 집중시키는 방식으로 감지하다.

그러나 기본적으로 화성 탐사의 모든 측면이 그렇듯이 삼각주처럼 보이는 구조를 찾아 이를 탐색하는 것은 그리 간단하지 않습니다. 지금은 너무 건조한 행성에서 물의 역사를 말하기가 어렵기 때문입니다.

한때 물이 있었다는 지표를 볼 때 "우리가 갖는 질문은 그 물이 오랫동안 거기에 있었습니까?"입니다. 스택 모건은 설명했다. 우리가 알고 있는 생명의 출현에 도움이 되는 조건을 만들기 위해서는 수천 년 이상 머무르는 따뜻하고 얕은 물이 가장 좋은 조건일 것입니다. 빠르게 증발하는 짧은 물의 홍수로는 문제가 해결되지 않습니다.

스택 모건(Stack Morgan)은 이 상황을 자신이 살고 있는 캘리포니아주 데스밸리(Death Valley)의 한 장소와 비교했습니다. 그곳은 대부분 건조하지만 가끔 비가 내립니다. 비가 오면 물은 며칠 동안 웅덩이에 고이고 증발하기 전에 충적선상층이라는 구조를 형성할 수 있습니다.

모든 물이 증발한 후, 선상 선상 퇴적물은 삼각주 퇴적물과 매우 유사해 보입니다. 그러나 그들은 생명의 출현을 뒷받침하기에는 너무 짧은 표면의 물 기간에 의해 형성됩니다. 이것이 바로 큰 질문입니다. 화성에서 이러한 부채 모양을 볼 때 삼각주입니까 아니면 충적 팬입니까?

제제로의 비밀병기가 등장하는 곳이다. 분화구에는 배출구 계곡이 있는데, 이는 분화구가 가득 차서 넘치면 분화구 밖으로 흘러나온 물에 의해 깎여진 깊은 협곡입니다. 이 배출구 계곡의 존재로 인해 연구자들은 제제로: 분화구가 가득 차고 오랜 시간에 걸쳐 과도한 물이 빠져나올 만큼 충분했습니다.

Stack Morgan은 “이것이 Jezero가 우리에게 매우 흥미로운 이유입니다.”라고 말했습니다. "우리가 삼각주라고 생각하는 것 외에도 출구 계곡이 있기 때문에 거기에 호수가 있었다는 논란의 여지가 없는 증거도 있기 때문입니다."

그 아울렛 밸리는 특별합니다. 화성에는 큐리오시티 탐사선이 탐사하는 게일 크레이터처럼 삼각주처럼 보이는 크레이터가 많이 있지만 배출구는 없습니다. 결과적으로, 연구자들은 그들이 보고 있는 것이 실제로 물이 오랫동안 존재했다는 증거인지 완전히 확신할 수 없습니다.

이와 대조적으로 제제로(Jezero)에서 연구자들은 분화구가 물로 가득 차고 범람했으며 지질학적으로 중요한 기간 동안 물이 있었다고 확신할 수 있습니다. Perseverance의 착지 지점을 선택하는 작업에 대해 Stack Morgan은 "추가된 확실성이 Jezero를 결승선에 올리는 데 도움이 되었습니다"라고 말했습니다.

인내는 생명의 흔적을 찾기 위해 이 삼각주 바로 앞에 착륙하는 것을 목표로 합니다.

바위에 새겨진 표지판

Perseverance가 한때 화성에 생명체가 있었다는 증거를 발견한다면 삼엽충과 같은 복잡한 유기체의 완전한 화석처럼 보일 것 같지 않습니다. 지구상의 생명체는 진화 단계까지 그렇게까지 발전한 적이 없을 수도 있습니다. 대신, 생명체의 증거는 미생물 매트라고 불리는 화석화된 박테리아 시트의 형태를 취할 가능성이 높습니다.

Stack Morgan은 “미생물은 현미경보다 더 큰 징후를 남길 수 있습니다.”라고 설명했습니다. "그것이 그들의 가장 큰 장점 중 하나입니다."

우리는 퇴적물 사이의 층에 있는 암석에서 독특한 모양을 형성하는 유사한 화석화된 미생물 매트를 지구상에서 발견했습니다. 이러한 모양이 형성될 수 있는 다른 비유기적 방법이 있기 때문에 주어진 모양이 특별히 생명체에 의해 형성되었는지 구별하기가 쉽지 않습니다. 그러나 잠재적 매트 위와 아래의 다양한 층의 두께와 이것이 일치하는지 여부와 같은 단서를 살펴봄으로써 물리적 조건에서 예상되는 것과 관련하여 지질학자들은 그것이 생명체에 의해 생성되었을 가능성이 있는지 추론할 수 있습니다. 형태.

“우리가 Perseverance를 사용하여 유기물이 서로 다른 층에서 교대로 존재하고 실리카나 철과 같은 미네랄이 있는 화석화된 미생물 매트에 대한 강력한 후보를 찾으려면 미생물이 생활 과정과 신진 대사에 사용하기를 좋아한다는 것을 알고, 그렇지 않으면 예상하지 못한 방식으로 번갈아가는 것을 본다면 행복할 것입니다.”라고 수정하기 전에 그녀는 말했습니다. 그녀 자신. “단지 행복할 뿐 아니라, 그것은 세기의 절제된 표현이 될 것입니다! 화성에서 고대 생명체의 흔적을 발견한 것 같은 느낌이 들었습니다.”

탄산염의 미스터리

삼각주는 인내가 생명을 사냥할 유일한 장소가 아닙니다. Perseverance의 착륙 지점 근처의 또 다른 특징은 궤도에서 확인된 탄산염 광물 퇴적물입니다. 이러한 염은 대기 중의 이산화탄소와 표면의 물이 반응하여 형성됩니다.

Stack Morgan은 “지구상에는 바하마처럼 이런 일이 일어나는 곳이 있습니다.”라고 설명했습니다. “바하마에 대해 생각해보면 그곳은 암초 생물이 가득한 따뜻하고 얕은 바다입니다. 화성에 산호초가 있었다는 사실은 모르지만 우주 생물학의 목표로서 탄산염에 대한 비슷한 관심이 있습니다. 왜냐하면 탄산염이 물에서 형성된다면 생명을 지원합니다.” 탄산염의 존재는 제제로 분화구에 있던 물이 너무 산성이 아니었고 생명체가 번성하기에 편안한 환경이었을 수 있음을 시사합니다.

그뿐만 아니라 탄산염은 생명의 흔적을 보존하는 데도 탁월합니다. 따라서 이러한 퇴적물을 사냥하는 것은 고대 생명체를 찾기에 좋은 장소이지만, 또 다른 지질학적 질문도 있습니다. 화성의 대기는 주로 이산화탄소로 구성되어 있으며 과거에는 오늘날보다 더 두꺼웠습니다. 우리는 한때 표면에 액체 상태의 물이 풍부했다는 것을 알고 있습니다. 그러나 표면에 탄산염이 침전되는 경우는 드뭅니다. "그래서 탄산염이 모두 어디에 있는지에 대한 질문이 있었나요?" 스택 모건이 말했다. "한때 더 두껍고 CO2가 풍부한 대기가 있었다면 탄산염 문제가 누락되었습니다."

그 질문에 대한 답을 찾는 것은 우리가 화성 기후의 역사를 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. “우리는 다음과 같은 것을 알아내기 위해 여기 지구상의 탄산염을 연구합니다. 30억 년 전 원생대에는 따뜻했습니까, 추웠습니까? 탄산염은 기후 신호를 보존하는 데 정말 좋습니다.”라고 그녀는 말했습니다. “그래서 탄산염은 우주 생물학의 관점과 생명과의 연관성뿐만 아니라 화성의 고대 기후 진화에 대한 기록자로서 우리에게 정말 흥미로운 것입니다.”

화성 역사의 연대표

다른 행성에서 고대 생명체의 증거를 찾는 것은 놀라운 과학적 성취가 될 것이지만 제제로가 연구자들에게 더 많은 것을 말해 줄 수 있습니다. 화성에 관한 한 가지 지속적인 미스터리는 암석층이 정확히 얼마나 오래되었는지, 그리고 정확히 언제 다양한 암석이 형성되었는지입니다. 표면에 물이 있었던 기간과 같은 지질학적 역사의 사건은 실제로 일어난.

화성의 지질학적 역사를 이해하기 위해 지질학자들은 충돌 사건으로 형성된 제제로(Jezero)와 같은 분화구를 살펴봅니다. 그리고 우리가 다른 곳에서 관찰한 충돌 분화구를 기반으로 충돌이 얼마나 오래되었을지 모델링해 보세요. 달.

“우리는 달의 분화구 연대기와 우리가 수집한 샘플을 사용하여 상대적인 의미에서 연대를 측정할 수 있습니다. Stack Morgan은 말했습니다. “그러나 그것은 우리가 적용한 추정된 것입니다. 화성. 실제로 화성에서 어떤 일이 일어났는지에 대한 질문이 많습니다.”

이러한 질문에 답하기 위해 지질학자들은 화산암 샘플을 손에 넣기 위해 필사적으로 노력하고 있습니다. 이것은 녹은 용암이 굳어 단단한 암석으로 변할 때 형성되며, 용암에서 암석으로의 전환이 언제 일어났는지 읽을 수 있기 때문에 연대 측정에 매우 중요합니다. 이는 분화구를 생성한 두 가지 충돌과 같은 사건에 대한 정확한 날짜를 제공할 수 있습니다.

제제로(Jezero)에는 삼각주 강 바로 근처에 이러한 화산암이 있습니다. 그래서 Perseverance는 샘플을 퍼서 튜브에 밀봉하여 최종적으로 지구로 돌아갈 것입니다. 화성 샘플 반환 프로그램과 지질학자들은 마침내 화성의 타임라인을 확정할 수 있게 될 것입니다. 역사.

화성이나 지구에서 가장 오래된 암석

하지만 우리가 배울 수 있는 것은 화성의 역사뿐만이 아닙니다. 우리는 전체 태양계의 역사에 대해서도 배울 수도 있습니다.

화성은 초기 역사에서 매우 활동적이었고, 표면에 여전히 보이는 매우 오래된 암석이 있습니다. 우리는 제제로 분화구 가장자리 주변에서 거대 각력암이라고 불리는 집 크기의 거대한 퇴적물에서 이들 중 일부를 볼 수 있습니다. 이 퇴적물은 분화구를 만든 충격으로 인해 공중으로 발사되었습니다. 이 암석은 약 40억년 된 것으로 생각되며 화성에서 가장 오래된 암석 중 일부일 뿐만 아니라 지구상에서 가장 오래된 암석보다 더 오래될 가능성이 있습니다.

그 이유는 지구에는 암석을 재활용하고 암석 기록의 대부분을 파괴하는 판 구조론이 있는 활동적인 내부가 있기 때문입니다. 그러나 화성의 내부는 구조적으로 비활성 상태이므로 그곳의 암석은 훨씬 더 오랜 기간 동안 지속됩니다.

“화성의 경우 지구의 50%가 35억년 이상 된 것입니다. 따라서 여기 지구에는 없는 화성에는 초기 태양계 시간에 대한 광범위한 기록이 보존되어 있습니다.”라고 Stack Morgan이 말했습니다. "화성은 초기 태양계에 대해 배우기에 좋은 곳입니다."

제제로의 마법

각기 다른 환경은 연구자들에게 뭔가를 제공할 수 있습니다. 고대 생명체를 찾기 위한 삼각주, 생명체를 위한 탄산염 매장지 화성의 기후, 화성 역사상 연대 측정 기간의 화산암, 가장 오래된 암석에 대해 배우고 초기 태양에 대해 배울 수 있습니다. 체계.

삼각주에는 강을 따라 운반된 다른 지역의 암석이 가득하기 때문에 또 다른 유용한 기능도 있습니다. “델타는 분화구 밖에서 먼 거리에 있는 암석 샘플을 모으는 정말 훌륭한 목적을 수행합니다. 어떤 면에서는 강과 삼각주가 우리를 위해 암석을 수집해 주었습니다.”라고 Stack Morgan이 말했습니다.

비록 이 암석들은 현장 샘플과 같은 맥락을 갖고 있지는 않지만, 연구자들이 이를 얻을 수 있게 해줍니다. 탐사선이 할 수 있는 것보다 훨씬 더 넓은 지역에 존재했던 고대 암석의 다양성을 엿볼 수 있습니다. 탐구하다.

이것이 Jezero의 마법입니다. 이 모든 목표는 그 자체로 매우 귀중한 목표이며, 한 대의 탐사선이 방문할 수 있을 만큼 충분히 가깝습니다.

“탄산염과 그 잠재력을 결합하면 삼각주 퇴적물과 호수 퇴적물이 고대 생명의 흔적을 찾기에 좋은 장소이고 화산암이 나옵니다. 그리고 이것은 모두 Perseverance 탐사선의 횡단 내에 있습니다.”라고 Stack Morgan이 말했습니다. "단일 화성 임무로 이 모든 것을 달성할 수 있습니다."

터치다운이 임박했습니다

이러한 특별한 장소인 만큼 NASA가 현재 게일 분화구를 탐사하고 있는 Curiosity 탐사선과 같은 탐사선을 Jezero에 이전에 보내지 않은 이유가 궁금할 것입니다. 이전에는 안전하지 않은 착륙 조건으로 인해 Jezero에 접근할 수 없었기 때문입니다. 제제로(Jezero)에는 모래 언덕, 가파른 경사면, 흩어져 있는 바위가 많이 있어 이전 탐사선이 착륙할 위험이 있었습니다.

하지만 Perseverance는 다음과 같은 무기로 무장하고 있습니다. 새로운 착륙 시스템, Terrain Relative Navigation이라고 불리는 이 기능은 카메라와 온보드 지도를 사용하여 이러한 위험 속에서도 착륙할 수 있는 안전한 장소를 식별합니다. 착륙 기술은 이제 매우 정교해져서 과학자들은 가장 흥미로운 탐사 장소를 선택할 수 있고 엔지니어들은 탐사선을 그곳에 착륙시킬 수 있다고 확신할 수 있습니다.

그럼에도 불구하고 로버 착륙은 여전히 ​​모든 사람이 손가락질을 해야 하는 복잡하고 엄청나게 복잡한 작업입니다. 스택 모건(Stack Morgan)은 착륙에 대해 “신경이 곤두서 있는 사람”이지만 탐사선이 임무를 시작하게 되어 매우 기쁘다고 말했습니다.

로버의 로봇 어깨에 수많은 잠재적인 발견이 달려 있기 때문에 우리는 안전한 착륙과 성공적인 임무를 위해 최선을 다할 것입니다.

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