한때 화성에 생명체가 존재했다면, Perseverance 탐사선이 제제로 분화구 바닥의 호수 퇴적물을 검증함으로써 분화구에서 생명체의 흔적을 찾을 수 있다는 희망이 커졌습니다. UCLA와 오슬로 대학이 이끄는 팀이 Science Advances 저널에 발표한 새로운 연구는 분화구가 한때 물로 채워져 분화구 바닥에 퇴적층이 쌓였다는 것을 보여줍니다.

그 후 호수는 줄어들었고 호수로 유입되는 강은 거대한 삼각주를 형성하는 퇴적물을 운반했습니다. 시간이 지나면서 호수는 사라지고 분화구의 퇴적물은 침식되어 오늘날 표면에서 볼 수 있는 지질학적 특징을 갖게 되었습니다.

화성의 Jezero Crater 서쪽 삼각주에 있는 Eagle's Beak 지역에서 Mars Perseverance 탐사선의 RIMFAX 지상 관통 레이더로 측정한 결과입니다. 이글비크 캐년. 출처: Svein-ErikHamran, TorBerger, DavidPaige, University of Oslo, UCLA, Caltech Jet Propulsion Laboratory, NASA

레이더는 이러한 퇴적과 침식 기간이 장기간의 환경 변화에 걸쳐 발생했음을 보여줌으로써 우주에서 얻은 화성 이미지를 기반으로 제제로 분화구의 지질학적 역사에 대한 추론이 정확하다는 것을 확인시켜 줍니다.

논문의 주요 저자이자 UCLA 지구, 행성 및 우주 과학 교수인 데이비드 페이지(David Paige)는 "궤도에서 우리는 다양한 퇴적물을 볼 수 있지만 원래 상태를 보고 있는지 아니면 오랜 지질학적 이야기의 끝을 보고 있는지 알 수 없습니다."라고 말했습니다. "이러한 것들이 어떻게 형성되었는지 이해하려면 표면 아래에서 무슨 일이 일어나고 있는지 볼 필요가 있습니다."

인공 지능은 NASA의 Perseverance 탐사선이 Cape Nookshak에서 Jezero West Delta를 건너 Sol 641의 분화구 바닥까지 이동하는 동안 NAVCAM 이미지를 삽입했습니다. 출처: Lior Rubanenko, Emily Cardarelli, Justin Maki, David Paige, UCLA, Caltech Jet Propulsion Laboratory, NASA

7개의 과학 장비를 탑재한 자동차 크기의 로버는 2021년부터 폭 30마일의 분화구를 탐험하며 지질학과 대기를 연구하고 샘플을 수집해 왔습니다. Perseverance의 토양과 암석 샘플은 향후 탐험을 통해 지구로 가져와 전생의 증거를 연구할 것입니다.

2022년 5월부터 12월까지 "Perseverance"호는 분화구 바닥에서 삼각주로 항해했습니다. 삼각주는 30억년 된 거대한 퇴적물이다. 궤도에서 보면 지구상의 삼각주와 매우 유사합니다.

화성의 Jezero Crater 서쪽 삼각주에 있는 Eagle's Beak 지역에서 Mars Perseverance 탐사선의 RIMFAX 지상 관통 레이더로 측정한 결과입니다. 출처: Svein-ErikHamran, TorBerger, DavidPaige, University of Oslo, UCLA, Caltech Jet Propulsion Laboratory, NASA

로버가 삼각주에 진입하자 Perseverance의 화성 지하 실험용 레이더 이미저(RIMFAX)는 10cm 간격으로 레이더파를 아래쪽으로 발사하여 표면 아래 약 20m 깊이에서 반사되는 펄스를 측정했습니다. 과학자들은 레이더를 사용하여 퇴적물의 바닥을 볼 수 있으며, 묻혀 있는 분화구 바닥의 윗면을 드러낼 수 있습니다.

수년간의 지상 침투 레이더 연구와 지구상의 RIMFAX 테스트를 통해 과학자들은 레이더 반사를 통해 지하 암석층의 구조와 구성을 읽는 방법을 배웠습니다. 생성된 지하 이미지는 도로 절단처럼 해석될 수 있는 암석층을 보여줍니다.

RIMFAX의 수석 조사관인 페이지는 "일부 지질학자들은 표면 아래에서 일어나는 일을 볼 수 있는 레이더의 능력이 약간 부정행위와 비슷하다고 말합니다."라고 말했습니다.

Mars Perseverance 탐사선의 RIMFAX 지상 관통 레이더를 통해 화성의 Jezero 분화구 서쪽 삼각주에 있는 Nookshak Point 지역을 측정했습니다. 출처: Svein-ErikHamran, TorBerger, DavidPaige, University of Oslo, UCLA, Caltech Jet Propulsion Laboratory, NASA

RIMFAX 이미징은 두 개의 서로 다른 퇴적 기간 사이에 두 개의 침식 기간이 끼어 있음을 보여줍니다. UCLA와 오슬로 대학은 삼각주 아래의 분화구 바닥이 균일하게 평평하지 않아 호수 퇴적물이 퇴적되기 전에 침식 기간이 있었음을 시사한다고 보고했습니다. 레이더 이미지는 퇴적물이 지구의 호수에 퇴적된 것과 마찬가지로 규칙적이고 수평임을 보여줍니다. 이전 연구에서는 호수 퇴적물의 존재를 의심했지만 이번 연구에서는 이를 확인했습니다.

두 번째 퇴적 기간은 호수 수위가 변동하고 강이 넓은 삼각주를 퇴적했을 때 발생했습니다. 이 삼각주는 한때 호수까지 확장되었지만 지금은 어귀 가까이로 다시 침식되고 있습니다.

페이지는 “암석 기록에서 볼 수 있는 변화는 화성 환경의 대규모 변화에 의해 주도됐다”고 말했다. "이렇게 작은 지리적 영역에서 그렇게 많은 변화의 증거를 볼 수 있어 우리의 발견을 분화구 규모 전체로 확장할 수 있다는 것은 정말 멋진 일입니다."