지구 밖 첫 지진파

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사이언스 논문 3편 공개
미국항공우주국(NASA) 화성탐사선 인사이트 의 지진계가 포착한 지진 정보를 통해 화성 내부의 구조가 처음으로 분석됐다. 사이언스 제공
독일과 스위스 과학자들이 미국의 화성탐사선 인사이트에 설치된 지진계를 통해 화성의 내부 구조를 처음으로 알아냈다. í™”성의 지각은 최소 두 개 이상의 층으로 이뤄져 있고 이 지각과 핵 사이에 있는 맨틀이 지구처럼 상부와 하부로 나뉘어 있다는 사실이 처음으로 확인됐다. 또 화성의 가장 중심에 있는 í•µì˜ 반지름은 지구의 60% 수준인 1830km로 나타나 과학자들이 예상하던 것보다 큰 것으로 나타났다. ì§€êµ¬ê°€ 아닌 ë‹¤ë¥¸ 행성에서 ì§€ì§„파를 이용해 내부 구조를 알아낸 것은 처음이다.
 
독일 쾰른대와 스위스 취리히연방공대 연구팀은 ë¯¸êµ­í•­ê³µìš°ì£¼êµ­(NASA)의 화성탐사선 인사이트가 보내온 화성 지진파 기록을 분석해 í™”성의 구조를 세밀하게 밝힌 연구 논문 3편을 국제학술지 사이언스에 23일 공개했다. 
 
지각 운동으로 발생한 지진파는 통과하는 물체의 밀도에 따라 속도가 달라진다. 지질학자들은 이 원리를 이용해 지구 내부 êµ¬ì¡°ì™€ 이를 이루는 물질의 종류와 위치를 알아내고 있다.
 
과학자들에 따르면 화성에서는 지구처럼 지각 ìš´ë™ì´ 일어나거나 지진이 발생하지 ì•ŠëŠ”다. 다만 지각이 차가워지면서 갈라지는데 이때 ì§€í‘œ 아래 30km 지점에서 규모 4 안팎의 지진이 일어난다. 2018년 5월 지구를 떠난 인사이트는 4억8000만km를 여행한 끝에 같은 해 11월 í™”성의 적도 인근 엘리시움 평원에 내려앉았다. 인사이트는 착륙 직후 화성 표면에 돔 형태 지진계를 내려놨다. 과학자들은 이 지진계를 통해 올해 4월까지 500차례가 넘는 규모 2~4의 지진을 관측했다. 화성에서도 지구에서 흔히 관측되는 P파(종파)와 S파(횡파) 형태의 지진파가 포착됐다. 
 
브리지트 크나프마이어-엔드런 독일 쾰른대 벤스버그관측소 연구원팀은 지진파 정보를 종합해 í™”성의 지각 두께를 ìµœì†Œ 20km에서 최대 72km 정도로 추정했다. 연구진은 ì¸ì‚¬ì´íŠ¸ì˜ 착륙 지점 바로 밑 지각의 두께가 약 8km인 층과 두께 약 12km정도의 층이 있고 ê·¸ 아래 19km 두께로 같은 지각이거나 암석층인 맨틀이 ìžˆë‹¤ëŠ” 사실을 확인했다. 지구 지각 두께는 바다판에서는 ì•½ 5~10km, 대륙판에서 40~50km인 점과 비교하면 지구보다 조금 두껍다는 결론이다.
 
아미르 칸 취리히연방공대 ì§€êµ¬ê³¼í•™ë¶€ 연구원팀은 화성의 지각 아래 맨틀이 ê¹Šì´ 약 800km까지 이어진다는 사실을 알아냈다. 인사이트 지진계가 수집한 지진파 8개를 분석한 ê²°ê³¼ 맨틀이 êµ³ì€ 암석권이 지각 아래 500km까지, ê·¸ 아래층에 유동성이 있는 층이 존재하는 있는 것으로 나타났다. 연구진은 지구 맨틀도 상부는 암석권, 하부는 지각판을 움직이는 운동을 하고 있다는 점에서 화성 맨틀도 같은 운동을 하고 있을 ê²ƒìœ¼ë¡œ 분석했다. 
 
사이먼 스탈러 취리히연방공대 지구과학부 선임연구원팀은 화성 핵의 반지름을 약 1830km로 측정했다. 이는 지구 핵보다는 작은 크기지만 과학자들이 예측했던 1400km보다 큰 결과다. 과학자들은 화성의 밀도가 지구보다 낮아 ì² ê³¼ 니켈 같은 ë¬´ê±°ìš´ 원소가 몰려 있는 핵이 화성에서 차지하는 비율이 지구보다는 작을 것으로 예상해왔다. ì—°êµ¬íŒ€ì€ ì² ê³¼ 니켈 사이 산소와 같은 가벼운 원소가 포함됐을 것으로 추정했다.
 
과학자들은 인사이트에 설치된 X밴드 안테나로 í™”성의 속을 더 면밀히 들여다볼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 인사이트는 지난해 11월 임무가 종료될 예정이었다. 하지만 NASA는 2022년 12월까지 임무를 더 연장하기로 결정했다. 사네 코타르 영국 케임브리지대 지구과학부 교수는 “향후 몇 년간 더 많은 화성 지진이 수집되면 과학자들이 화성 ëª¨í˜•ì„ 더 정교하게 다듬고 수수께끼들을 더 많이 밝낼 것으로 기대한다”ê³  말했다.
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