과학자들은 태양계의 얼음 위성에서 단층벽이 서로 미끄러질 때 발생하는 캘리포니아의 산 안드레아스 단층과 유사한 미끄럼 단층을 발견했습니다. 지구 및 우주 과학자들이 이끄는 마노아 하와이 대학교(University of Hawai'ia at Mānoa)의 새로운 연구에서는 토성의 가장 큰 달인 타이탄과 목성의 가장 큰 달인 가니메데에서 이러한 지질학적 특징의 기원을 탐구하고 설명합니다.
"우리는 얼음 달의 전단 변형을 연구하는 데 관심이 있습니다. 이러한 유형의 단층은 전단 가열 과정을 통해 표면과 지하 물질의 교환을 촉진하여 잠재적으로 생명체 출현에 도움이 되는 환경을 조성할 수 있기 때문입니다."라고 이번 연구의 주저자이자 마노아에 있는 하와이 대학교 해양 및 지구 과학 기술 대학 산하 하와이 지구물리학 및 행성학 연구소 연구원인 Liliane Burkhard가 말했습니다.
얼음 달이 모행성을 공전할 때, 행성의 중력으로 인해 달 표면의 조수 굴곡이 발생하여 단층 단층과 같은 지질학적 활동이 촉발됩니다. 달의 궤도는 원형이 아닌 타원형일 가능성이 높기 때문에 조석 응력은 달과 행성의 거리가 변함에 따라 달라집니다.
얼어붙은 바다 세계, 타이탄
타이탄 표면의 극도로 추운 온도는 암석과 같은 얼음이 갈라지고, 손상되고, 변형될 수 있음을 의미합니다. 카시니 우주선은 얼어붙은 표면 아래 수십 마일에 액체 상태의 바다가 있다는 증거를 제공했습니다. 또한, 타이탄은 태양계에서 대기가 조밀한 유일한 달로, 메탄 구름, 강우, 액체가 표면을 가로질러 흘러 호수와 바다를 형성하는 지구와 같은 수문학 순환을 지원한다는 점에서 독특하며, 거주 가능한 환경을 포함할 수 있는 몇 안 되는 세계 중 하나입니다.
NASA의 드래곤플라이 임무는 2027년에 시작되어 2034년에 타이탄에 도착할 예정입니다. 새로운 회전익 착륙선은 타이탄 표면을 여러 차례 비행하면서 빌딩 블록과 생명체의 흔적을 찾아 다양한 위치를 탐색할 것입니다.
Dragonfly 임무를 위해 지정된 초기 착륙 지점인 Titan의 Selke Crater 지역을 조사하면서 Burkhard와 그녀의 공동 저자는 전단 변형 및 충격 미끄러짐 결함의 가능성을 조사했습니다. 이를 위해 그들은 토성 궤도를 도는 타이탄의 표면에 조석력이 가하는 응력을 계산하고, 얼어붙은 땅의 다양한 특징을 연구하여 단층 가능성을 테스트했습니다.
Burkhard는 "우리의 이전 연구에서는 타이탄의 일부 지역이 현재 조석 응력에 의해 변형될 수 있다는 것을 보여주었지만 Selke 분화구 지역은 전단 파괴가 발생하기 위해 매우 높은 공극 유체 압력과 낮은 지각 마찰 계수를 견뎌야 하며 이는 가능한 것으로 보이지 않습니다. 따라서 잠자리가 미끄러지는 도랑에 착지하지 않는다는 것이 안전한 내기입니다!"라고 말했습니다.
과거가 바둑판 무늬인 달, 가니메데
두 번째 논문에서 Burkhard와 그녀의 공동 저자는 목성의 가장 큰 위성인 가니메데의 Nippur/Pheleus-Sulsi 지역의 고해상도 데이터를 연구하고 가니메데의 과거에 대한 조석 스트레스 조사를 수행하여 이 지역의 지질학적 역사를 조사했습니다.
가니메데는 표면에 충격-미끄러짐 단층에 대한 기록이 있지만 현재 궤도는 조석 응력 변형을 일으키기에는 타원형이 아니라 너무 둥글다.
연구원들은 Nippur/Pheles-Sulsi 현장의 여러 경지 지형 횡단 구역이 다양한 정도의 지각 변형을 보였고, 그려진 횡단 관계에 의해 암시된 지각 활동의 연대기는 고대 시대, 중세 시대 및 최연소 시대의 세 가지 다른 지질 활동 시대를 보여주었다는 것을 발견했습니다.
Burkhard는 "중생대 지형에서 충격-미끄러짐 단층 신호를 조사한 결과 과거에 더 높은 이심률에 대한 응력 예측 모델링과 일치하는 방향으로 미끄러졌습니다"라고 말했습니다. "가니메데는 현재보다 궤도가 훨씬 더 타원형이었던 시기를 경험했을 수도 있습니다."
같은 지역의 더 젊은 지질 단위에서 발견되는 다른 전단 특징은 일반적인 1차 전단 지표와 미끄러짐 방향이 일치하지 않습니다.
Burkhard는 "이는 이러한 지형이 반드시 더 높은 조석 응력으로 인한 것이 아니라 다른 과정을 통해 형성되었을 수 있음을 시사합니다"라고 덧붙였습니다. "따라서 가니메데는 '중년의 위기'를 겪었지만 가장 어린 시절의 '위기'는 미스터리로 남아 있습니다."
최근 연구 및 우주 탐사 임무는 긍정적인 지식 피드백 루프를 생성합니다.
Burkhard는 발사 및 도착 전에 실시된 지질 조사가 임무 활동에 대한 정보와 지침을 제공했다고 말했습니다. Dragonfly, Europa 및 ESA의 JUICE와 같은 임무는 우리의 모델링 접근 방식을 더욱 제한하고 착륙선이 얼음 달의 내부 바다를 탐험하고 잠재적으로 접근할 수 있는 가장 관심 있는 위치를 식별하는 데 도움이 될 것입니다.
컴파일된 소스: ScitechDaily