화성에 액체상태의 물이 흐른다는 증거를 확정하다.

 

Source: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

 

사진1> "경사면에 반복적으로 나타나는 지선들(recurring slope lineae, 이하 RSL)"이라는 이름이 붙은 검고 폭좁은 삐침선들이 화성의 가르니 충돌 구덩이의 벽면으로부터 흘러나오고 있다.
이 사진은 NASA의 화성궤도탐사선(Mars Reconnaissance Orbiter, 이하 MRO)에 장착된 고해상도 화상화 과학탐사 카메라(the High Resolution Imaging Science Experiment, 이하 HiRISE)에 의해 관측된 장면을 기반으로 만들어진 것이다.

사진의 검은 삐침선들은 수백미터 길이에 육박한다.

이들은 가설상으로 소금기를 품은 액체의 물에 의해 형성되는 것으로 추측되어왔다.

이 사진은 2개의 HiRISE 관측데이터를 기반으로 지형모델을 얹어 만들어진 최초의 입체 컴퓨터 지형 모델이며 수직 폭은 수평 폭에 대비하여 1.5배 과장되어 표현되었다.

3차원 모델에 덧씌운 사진은 2013년 3월 12일 동경 290.3도, 남위 11.5도 위치에서 관측된 HiRISE 의 관측 데이터 ESP_031059_1685 로부터 만들어진 단색 붉은 파장의 사진이다.

이 관측을 통해 만들어진 다른 사진들은 다음의 링크를 참고하라 ( http://hirise.lpl.arizona.edu/ESP_031059_1685. )

 

헤일 충돌구덩이 경사면에 보이는 검고 폭이 좁은 삐침선들은 오늘날의 화성에 계절적으로 물이 흐르면서 생성되는 것으로 추정되었다.
이 삐침선들에서 염수화물이 감지되면서 이러한 해석을 뒷받침해주고 있다.
이 삐침선들은 "경사면에 반복적으로 나타나는 지선들(recurring slope lineae, 이하 RSL)"이라 부른다.
 

NASA의 화성궤도탐사선(Mars Reconnaissance Orbiter, 이하 MRO)에 의해 수행된 새로운 발견에 따르면 오늘날의 화성에서 액체상태의 물이 단속적으로 흐르고 있다는 가장 강력한 증거가 제시되었다.

 

MRO의 분광계 촬영을 통해 과학자들은 화성의 경사면에서 목격되는 수수께끼의 삐침선에서 수산화 무기염류의 신호를 감지해냈다.

이 신호에 따르면 이 검은 삐침선들은 오랜세월동안 물이 흘렀다가 빠지기를 반복하며 만들어진 것이다.

 

기온이 따뜻한 기간에 이 삐침선들은 좀더 어두워져 급격한 경사면을 따라 무언가 흐르는 듯한 모습을 보이고 기온이 낮아지면 이러한 모습은 이내 사라진다.

화성의 몇몇 지역에서 기온이 영하 23도 이상에 이르면 이러한 삐침선들이 나타났고 이보다 추워지면 삐침선들은 이내 사라졌다.

 

우주비행사이자 NASA 과학임무위원회의 국장보인 존 그룬스펠드(John Grunsfeld)의 소감은 다음과 같다.
"화성에서 우리의 탐사는 우주의 생명체를 찾기 위해 '물을 따라가는 것'이었습니다.
그리고 이제 우리가 오랫동안 의심해왔던 것을 검증하는 설득력 있는 과학자료를 얻게 되었습니다. 
비록 소금물이긴 하지만 오늘날 화성의 표면에 물이 흐른다는 것을 외견상 확정한다는 것은 상당한 발전입니다. "
 
"경사면에 반복적으로 나타나는 지선들"(recurring slope lineae, RSL)로 알려져 있는 언덕 아래를 향해 도열해 있는 삐침선들은 자주 액체의 물과 연관이 있는 것으로 묘사되어왔다.

 

이 경사면에서 발견된 염수화물은 이 성분이 역시 경사면에 있는 검은 삐침선들과 무언가 연관이 있을지도 모른다는 점을 말해준다.

지구에서 소금물이 도로 상의 얼음과 눈을 보다 빨리 녹이기 위해 쓰이는 것에서 알 수 있듯이 염수화물은 어느 점이 훨씬 낮을 것이다.

 

과학자들은 이들이 매우 얇게 지표 상에 흐르는 것으로 보이며 지표면까지 올라올 수 있는 충분한 물이 있다면 검은 선들의 설명이 가능하다고 말한다.

 

9월 28일, 네이처 지구과학지에 개재된 논문의 주저자인 조지아 기술연구소의 루젠드라 오즈하(Lujendra Ojha)의 설명은 다음과 같다.
"우리는 계절적으로 나타나는 이 삐침선들이 가장 광범위하게 나타났을 때, 여기서 염수화물을 발견했습니다. 

이것은 염수화물 자체가 검은 삐침선들을 만든 것일 수도 있고, 염수화물을 만들어낸 과정이 수산화물의 근원일수도 있다는 것을 의미하는 것이었습니다. 
어떤 경우든 간에 이 경사면에서 감지된 염수화물이 의미하는 것은 이들 삐침선들을 형성하는데 있어 물이 중요한 역할을 수행한다는 점입니다."
 
오즈하가 MRO에 장착된 HiRISE의 관측 데이터를 통해 처음 이 구조물에 주목하게 된 것은 아리조나 대학의 학부생이던 2010년의 일이었다.

 

HiRISE의 관측 데이터는 현재까지 10여개의 RSL지역을 증언해왔다.
이번 연구는 HiRISE의 관측 데이터와 함께 MRO의 CRISM에 의해 작성된 광물 지도를 함께 활용하였다.

 

분광 관측 데이터는 다양한 RSL 지역에서 염수화물의 신호를 보여주었지만 이 신호는 검은 삐침선이 상대적으로 넓게 나타날 때만 감지되었다.
동일한 RSL 지역이지만 삐침선이 그다지 광범위하게 나타나지 않을 때는 염수화물이 감지되지 않았다.

 

오즈하와 그의 동료들은 과염소산염(perchlorates)이라 불리는 수산화광물에 의해 발생된 것으로 보이는 분광신호를 포착해냈다.
염수화물의 상당부분을 구성하고 있는 화학적 표식은 과염화마그네슘, 염화마그네슘, 과염소산나트륨의 혼합채와 같았다.
몇몇 과염소산염은 기온이 영하 70도 아래까지 내려감에도 불구하고 얼지않고 액채 상태를 유지하고 있는 모습을 보여주곤 했다.

 

지구에서 천연과염소산염은 사막 지대에서 집중적으로 생산되며 과염소산염 중 일부는 로켓 추진체로서도 사용이 가능하다.

 

과염소산염은 이전에도 화성에서 목격된 바 있다.

NASA의 피닉스 호와 큐리오시티호는 모두 화성의 토양에서 이 성분을 발견한 바 있으며 몇몇 과학자들은 1970년대 바이킹 미션 당시에도 이 염분들의 측정에 성공했다고 믿고 있다.

 

그러나 이번 수산화물을 형성하고 있는 과염소산염의 감지에 대한 연구는 기존 착륙 탐사선들이 탐사했던 지역과는 다른 지역에서 이루어진 것이다.

 

이번 사례는 궤도탐사선이 처음으로 과염소산염의 존재를 식별해냈다는 점에서 차이가 있다.

 

6개의 과학 탐사장비를 탑재하고 있는 MRO는 2006년 이래 화성을 탐사중에 있다.

 

NASA 제트추진 연구소의 MRO 프로젝트 과학자인 리치 주렉(Rich Zurek)의 소감은 다음과 같다.
"MRO에 탑재된 장비와 수 년에 걸쳐 화성을 탐사할 수 있는 MRO의 능력 덕분에 이번 발견과 같은 세밀한 관측이 필요한 발견을 이뤄낼 수 있었습니다. 
MRO는 계절적인 변화를 보이는 이 수수께끼의 삐침선들을 식별해냈고, 이제 그것이 과연 무엇인지를 설명하기 위한 큰 발걸음을 내디디기 시작했습니다."  
 

오즈하에게 있어 이번 발견은 5년 전 처음으로 화성의 경사면에서 이 수수께끼의 선들을 발견한 이래 가장 확실한 증거를 제공받은 것이며 게다가 물의 존재까지 예측할 수 있게 되었다는 의미가 있다.

 

오즈하의 설명은 다음과 같다.
"대부분의 사람들이 화성의 물에 대해 이야기할 때 일반적으로 아주 고대에 있었던 바다 또는 얼어붙은 물에 대해 이야기 합니다.
이제 우리는 여기에 그 이상의 이야기가 있다는 것을 알게 되었습니다.
가설상으로만 남아 있는 액체 상태의 물이 RSL에 존재한다는 것을 명확하게 지지해주는 첫번재 분광 자료를 손에 넣은 것이죠."
 
이번 발견은 NASA가 화성에서 일궈낸 수많은 획기적인 발견의 최신판에 해당한다

 

NASA 본부의 화성탐사 프로그램 수석 과학자인 마이클 메이어(Michael Meyer)의 설명은 다음과 같다.
"이 수수께끼를 풀기 위해 여러 해 동안 여러 탐사선들이 동원됐습니다.
그리고 이제 이 얼어붙은 불모의 행성에 액체상태의 물이 있다는 것을 알게 되었죠.
화성을 연구하면 할수록  화성의 어떤 지점이 생명을 보듬을 수 있는 지역인지 그리고 생명이 어떻게 유지될 수 있을지를 알 수 있게 될 것으로 보입니다."

 

네이처 지구과학지에 개재된 논문에는 8명의 공동 저자가 포함되어 있다.
여기에는 NASA 에임스 연구센터의 메리 베스 윌리엄(Mary Beth Wilhelm)을 포함하여 존스홉킨스 응용물리 연구소의 CRISM 수석 개발자 스콧 머치(Scott Murchie), 아리조나대학 위성 및 행성 연구소의 알프레드 맥에웬(Alfred McEwen)이 포함되어 있으며 사우스웨스트우주탐사연구소(the Southwest Research Institute) 조지아 테크 및 프랑스 낭뜨의 행성과학 및 지질역학 연구소의 연구원들이 포함되어 있다.

 

출처 : NASA Solar System Exploration 2015년 9월 28일 News Release
         http://solarsystem.nasa.gov/news/2015/09/28/nasa-confirms-evidence-that-liquid-water-flows-on-todays-mars

 

참고 : 다양한 화성 풍경 등, 화성에 대한 각종 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다. 
           https://big-crunch.tistory.com/12346937

 

 

원문>

NASA Confirms Evidence That Liquid Water Flows on Today's Mars

28 September 2015 (source: NASA Jet Propulsion Laboratory

 

Dark, narrow streaks on Martian slopes such as these at Hale Crater are inferred to have been formed by seasonal flow of water on contemporary Mars. Detection of hydrated salts at the streaks supports that interpretation. The features are called "recurring slope lineae."

 

New findings from NASA's Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) provide the strongest evidence yet that liquid water flows intermittently on present-day Mars.

Using an imaging spectrometer on MRO, researchers detected signatures of hydrated minerals on slopes where mysterious streaks are seen on the Red Planet. These darkish streaks appear to ebb and flow over time. They darken and appear to flow down steep slopes during warm seasons, and then fade in cooler seasons. They appear in several locations on Mars when temperatures are above minus 10 degrees Fahrenheit (minus 23 Celsius), and disappear at colder times.
"Our quest on Mars has been to 'follow the water,' in our search for life in the universe, and now we have convincing science that validates what we've long suspected," said John Grunsfeld, astronaut and associate administrator of NASA's Science Mission Directorate in Washington. "This is a significant development, as it appears to confirm that water -- albeit briny -- is flowing today on the surface of Mars."

These downhill flows, known as recurring slope lineae (RSL), often have been described as possibly related to liquid water. The new findings of hydrated salts on the slopes point to what that relationship may be to these dark features. The hydrated salts would lower the freezing point of a liquid brine, just as salt on roads here on Earth causes ice and snow to melt more rapidly. Scientists say it's likely a shallow subsurface flow, with enough water wicking to the surface to explain the darkening.
"We found the hydrated salts only when the seasonal features were widest, which suggests that either the dark streaks themselves or a process that forms them is the source of the hydration. In either case, the detection of hydrated salts on these slopes means that water plays a vital role in the formation of these streaks," said Lujendra Ojha of the Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) in Atlanta, lead author of a report on these findings published Sept. 28 by Nature Geoscience.
Ojha first noticed these puzzling features as a University of Arizona undergraduate student in 2010, using images from the MRO's High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE). HiRISE observations now have documented RSL at dozens of sites on Mars. The new study pairs HiRISE observations with mineral mapping by MRO's Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM).

The spectrometer observations show signatures of hydrated salts at multiple RSL locations, but only when the dark features were relatively wide. When the researchers looked at the same locations and RSL weren't as extensive, they detected no hydrated salt.

Ojha and his co-authors interpret the spectral signatures as caused by hydrated minerals called perchlorates. The hydrated salts most consistent with the chemical signatures are likely a mixture of magnesium perchlorate, magnesium chlorate and sodium perchlorate. Some perchlorates have been shown to keep liquids from freezing even when conditions are as cold as minus 94 degrees Fahrenheit (minus 70 Celsius). on Earth, naturally produced perchlorates are concentrated in deserts, and some types of perchlorates can be used as rocket propellant.

Perchlorates have previously been seen on Mars. NASA's Phoenix lander and Curiosity rover both found them in the planet's soil, and some scientists believe that the Viking missions in the 1970s measured signatures of these salts. However, this study of RSL detected perchlorates, now in hydrated form, in different areas than those explored by the landers. This also is the first time perchlorates have been identified from orbit.

MRO has been examining Mars since 2006 with its six science instruments.

"The ability of MRO to observe for multiple Mars years with a payload able to see the fine detail of these features has enabled findings such as these: first identifying the puzzling seasonal streaks and now making a big step towards explaining what they are," said Rich Zurek, MRO project scientist at NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California.

For Ojha, the new findings are more proof that the mysterious lines he first saw darkening Martian slopes five years ago are, indeed, present-day water.

"When most people talk about water on Mars, they're usually talking about ancient water or frozen water," he said. "Now we know there's more to the story. This is the first spectral detection that unambiguously supports our liquid water-formation hypotheses for RSL."

The discovery is the latest of many breakthroughs by NASA's Mars missions.

"It took multiple spacecraft over several years to solve this mystery, and now we know there is liquid water on the surface of this cold, desert planet," said Michael Meyer, lead scientist for NASA's Mars Exploration Program at the agency's headquarters in Washington. "It seems that the more we study Mars, the more we learn how life could be supported and where there are resources to support life in the future."

There are eight co-authors of the Nature Geoscience paper, including Mary Beth Wilhelm at NASA's Ames Research Center in Moffett Field, California and Georgia Tech; CRISM Principal Investigator Scott Murchie of the Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland; and HiRISE Principal Investigator Alfred McEwen of the University of Arizona Lunar and Planetary Laboratory in Tucson, Arizona. Others are at Georgia Tech, the Southwest Research Institute in Boulder, Colorado, and Laboratoire de Plan?tologie et G?odynamique in Nantes, France.

The agency's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California, a division of the California Institute of Technology, manages the Mars Reconnaissance Orbiter Project for NASA's Science Mission Directorate, Washington. Lockheed Martin built the orbiter and collaborates with JPL to operate it.

More information about NASA's journey to Mars is available online at:

 

 

https://www.nasa.gov/topics/journeytomars

 

 

For more information about the Mars Reconnaissance Orbiter, visit:

 

 

http://www.nasa.gov/mro