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컬럼비아 힐스

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목차

1. 개요

컬럼비아 힐스는 화성에 있는 언덕으로, 탐사 로봇 스피릿이 탐사한 지역이다. 이 언덕은 7개의 봉우리로 이루어져 있으며, 각 봉우리는 우주 비행사의 이름을 따서 명명되었다. 스피릿은 컬럼비아 힐스에서 클로비스, 위시본, 피스, 워치타워, 백스테이, 인디펜던스 등 6가지 종류의 암석을 발견했다. 이 암석들은 수성 유체에 의해 변질되었으며, 인, 황, 염소, 브롬과 같은 원소와 올리빈, 황산염을 포함하고 있다. 특히, 게타이트와 탄산염이 발견되어 과거에 물이 존재했음을 시사하며, 실리카가 발견되어 화산 활동의 증거를 보여준다.

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컬럼비아 힐스
기본 정보
콜롬비아 힐스
스피릿에서 바라본 콜롬비아 힐스
종류구릉
위치구세프 크레이터
발견스피릿
명명 유래컬럼비아 우주왕복선 공중 분해 사고
지리
길이3 킬로미터 (1.9 마일)
위치 설명구세프 크레이터 내부의 낮은 구릉 지대

2. 지리적 특징

컬럼비아 힐스의 7개 봉우리는 북쪽에서 남쪽 순서로 다음과 같다.


  • 앤더슨 힐 - 마이클 P. 앤더슨의 이름을 따서 명명됨
  • 브라운 힐 - 데이비드 M. 브라운의 이름을 따서 명명됨
  • 차울라 힐 - 칼파나 차울라의 이름을 따서 명명됨
  • 클라크 힐 - 로렐 클라크의 이름을 따서 명명됨
  • 허즈번드 힐 - 릭 허즈번드의 이름을 따서 명명됨
  • 맥쿨 힐 - 윌리엄 C. 맥쿨의 이름을 따서 명명됨
  • 라몬 힐 - 일란 라몬의 이름을 따서 명명됨

2. 1. 7개의 봉우리

컬럼비아 힐스의 7개 봉우리는 북쪽에서 남쪽 순서로 다음과 같다.

  • 앤더슨 힐 - 마이클 P. 앤더슨의 이름을 따서 명명됨
  • 브라운 힐 - 데이비드 M. 브라운의 이름을 따서 명명됨
  • 차울라 힐 - 칼파나 차울라의 이름을 따서 명명됨
  • 클라크 힐 - 로렐 클라크의 이름을 따서 명명됨
  • 허즈번드 힐 - 릭 허즈번드의 이름을 따서 명명됨
  • 맥쿨 힐 - 윌리엄 C. 맥쿨의 이름을 따서 명명됨
  • 라몬 힐 - 일란 라몬의 이름을 따서 명명됨

3. 암석 및 광물

과학자들은 탐사 로봇 ''스피릿''을 통해 컬럼비아 언덕에서 다양한 종류의 암석을 발견했으며, 각 그룹의 주요 암석의 이름을 따서 클로비스, 위시본, 피스, 워치타워, 백스테이, 인디펜던스 등 6가지 범주로 분류했다. APXS로 측정한 화학적 조성은 서로 상당히 달랐다.[3] 가장 중요한 것은 컬럼비아 언덕의 모든 암석이 수성 유체에 의해 다양한 정도로 변질되었다는 것이다.[4]

이들은 인 , 황, 염소, 브롬과 같은 원소들이 풍부하며, 이들은 모두 수용액에서 운반될 수 있다. 컬럼비아 언덕의 암석에는 올리빈과 다양한 양의 황산염과 함께 현무암 유리도 포함되어 있다.[5][6]

올리빈의 풍부도는 황산염의 양과 반비례한다. 이것은 물이 올리빈을 파괴하지만 황산염을 생성하는 데 도움을 주기 때문에 정확히 예상되는 현상이다.

컬럼비아 언덕의 레이블이 없는 조감도. 레이블이 지정된 버전은 여기에서 확인할 수 있습니다.


산성 안개가 워치타워 암석의 일부를 변화시킨 것으로 여겨진다. 이는 컴벌랜드 능선과 허즈번드 언덕 정상의 200미터 길이 구간에서 발생했다. 특정 장소는 결정성이 약해지고 비정질이 되었다. 화산에서 발생한 산성 수증기가 일부 광물을 용해시켜 젤을 형성했다. 물이 증발하면 시멘트가 형성되어 작은 덩어리가 생겼다. 이러한 종류의 과정은 현무암이 염산과 황산에 노출될 때 실험실에서 관찰되었다.[7][8][9]

클로비스 그룹은 뫼스바우어 분광기 (MB)가 게타이트를 감지했기 때문에 특히 흥미롭다.[10] 게타이트는 화성의 물이 있는 경우에만 형성되므로, 그 발견은 과거 컬럼비아 언덕 암석에 물이 있었다는 최초의 직접적인 증거이다. 또한, 암석과 노두의 MB 스펙트럼은 올리빈 존재가 강하게 감소했음을 보여주었다.[11] 비록 암석이 한때 많은 올리빈을 포함하고 있었을지라도 말이다.[12] 올리빈은 물이 없는 지표이다. 왜냐하면 물이 있으면 쉽게 분해되기 때문이다. 황산염이 발견되었고, 이것은 물이 있어야 형성된다.

위시스톤은 다량의 사장의석, 약간의 올리빈, 그리고 무수석고 (황산칼슘)을 포함했다. 피스 암석은 황을 보여주었고 결합된 물에 대한 강력한 증거를 보여주었으므로 수화된 황산염이 의심된다. 워치타워 종류의 암석에는 올리빈이 없으며, 이는 물에 의해 변질되었을 수 있음을 시사한다. 인디펜던스 종류는 일부 점토의 징후를 보였다(아마도 스멕타이트 그룹의 일원인 몬모릴로나이트일 것입니다). 점토는 형성되려면 물에 상당히 오랫동안 노출되어야 한다.

컬럼비아 언덕에서 발견된 파소 로블스라고 불리는 한 종류의 토양은 다량의 황, 인, 칼슘, 철을 포함하고 있기 때문에 증발 퇴적물일 수 있다.[13]

또한 MB는 파소 로블스 토양의 많은 철이 산화된 Fe+++ 형태임을 발견했는데, 이는 물이 있었을 경우 발생했을 것이다.[14]

6년 임무(90일만 지속될 것으로 예상되었던 임무)의 중간쯤에 순수한 실리카가 토양에서 대량으로 발견되었다. 실리카는 물의 존재 하에 화산 활동으로 생성된 산성 증기와 토양의 상호 작용 또는 온천 환경의 물에서 나올 수 있었다.[15]

''스피릿''의 작동이 중단된 후 과학자들은 소형 열 방출 분광계 (미니-테스)의 이전 데이터를 연구하여 대량의 탄산염이 풍부한 암석의 존재를 확인했는데, 이는 행성의 일부 지역에 한때 물이 있었을 수 있음을 의미한다. 탄산염은 "코만치"라고 불리는 암석 노두에서 발견되었다.[16][17]

3. 1. 암석 분류

과학자들은 탐사 로봇 ''스피릿''을 통해 컬럼비아 힐스에서 다양한 종류의 암석을 발견했으며, 클로비스, 위시본, 피스, 워치타워, 백스테이, 인디펜던스 등 6가지 범주로 분류했다.[3] APXS로 측정한 각 그룹 암석의 화학적 조성은 서로 상당히 달랐다.[3] 가장 중요한 것은 컬럼비아 힐스의 모든 암석이 수성 유체에 의해 다양한 정도로 변질되었다는 것이다.[4] 이들 암석에는 인, 황, 염소, 브롬과 같은 원소들이 풍부하며, 올리빈과 다양한 양의 황산염과 함께 현무암 유리도 포함되어 있다.[5][6] 올리빈의 풍부도는 황산염의 양과 반비례하는데, 이는 물이 올리빈을 파괴하고 황산염 생성을 돕기 때문이다.[5][6]

산성 안개는 워치타워 암석의 일부를 변화시킨 것으로 여겨진다. 이는 컴벌랜드 능선과 허즈번드 힐스 정상의 200미터 길이 구간에서 발생했으며, 특정 장소는 결정성이 약해지고 비정질이 되었다. 화산에서 발생한 산성 수증기가 일부 광물을 용해시켜 젤을 형성했고, 물이 증발하면서 시멘트가 형성되어 작은 덩어리가 생겼다. 이러한 과정은 현무암이 염산과 황산에 노출될 때 실험실에서 관찰되었다.[7][8][9]

클로비스 그룹은 뫼스바우어 분광기 (MB)가 게타이트를 감지했기 때문에 특히 흥미로운데, 게타이트는 화성의 물이 있는 경우에만 형성되므로 과거 컬럼비아 힐스 암석에 물이 있었다는 최초의 직접적인 증거이다. 또한, 암석과 노두의 MB 스펙트럼은 올리빈 존재가 강하게 감소했음을 보여주었다.[11] 올리빈은 물이 있으면 쉽게 분해되기 때문에 물이 없는 지표이다.

위시스톤은 다량의 사장의석, 약간의 올리빈, 그리고 무수석고 (황산칼슘)을 포함했다. 피스 암석은 황을 보여주었고 결합된 물에 대한 강력한 증거를 보여주었으므로 수화된 황산염이 의심된다. 워치타워 종류의 암석에는 올리빈이 없으며, 이는 물에 의해 변질되었을 수 있음을 시사한다. 인디펜던스 종류는 일부 점토의 징후를 보였다(아마도 스멕타이트 그룹의 일원인 몬모릴로나이트일 것이다).

컬럼비아 힐스에서 발견된 파소 로블스라고 불리는 한 종류의 토양은 다량의 황, 인, 칼슘, 철을 포함하고 있기 때문에 증발 퇴적물일 수 있다.[13] 또한 MB는 파소 로블스 토양의 많은 철이 산화된 Fe+++ 형태임을 발견했는데, 이는 물이 있었을 경우 발생했을 것이다.[14]

순수한 실리카는 ''스피릿''이 6년간의 임무(90일만 지속될 것으로 예상되었던 임무)를 수행하는 중간쯤 토양에서 대량으로 발견되었다. 실리카는 물의 존재 하에 화산 활동으로 생성된 산성 증기와 토양의 상호 작용 또는 온천 환경의 물에서 나올 수 있었다.[15]

''스피릿''의 작동이 중단된 후 과학자들은 미니-테스의 이전 데이터를 연구하여 대량의 탄산염이 풍부한 암석("코만치")의 존재를 확인했는데, 이는 행성의 일부 지역에 한때 물이 있었을 수 있음을 의미한다.[16][17]

3. 2. 주요 발견

탐사 로봇 ''스피릿''은 컬럼비아 힐스에서 다양한 종류의 암석을 발견했으며, 이들은 클로비스, 위시본, 피스, 워치타워, 백스테이, 인디펜던스 등 6가지 범주로 분류되었다.[3] APXS 측정 결과, 이들 암석의 화학적 조성은 서로 상당히 달랐으며, 모두 수성 유체에 의해 다양한 정도로 변질된 것으로 나타났다.[3][4] 이 암석들에서는 인, 황, 염소, 브롬과 같이 수용액에서 운반될 수 있는 원소들이 풍부하게 발견되었으며, 올리빈과 다양한 양의 황산염, 현무암 유리가 포함되어 있었다.[5][6] 올리빈의 풍부도는 황산염의 양과 반비례하는데, 이는 물이 올리빈을 파괴하고 황산염 생성을 돕기 때문이다.

산성 안개는 워치타워 암석의 일부를 변화시킨 것으로 추정된다. 컴벌랜드 능선과 허즈번드 언덕 정상의 200미터 길이 구간에서 결정성이 약해지고 비정질이 되는 현상이 관찰되었는데, 이는 화산에서 발생한 산성 수증기가 광물을 용해시켜 젤을 형성하고, 물이 증발하면서 시멘트가 형성되어 작은 덩어리가 생긴 결과로 해석된다.[7] 이러한 과정은 현무암이 염산과 황산에 노출될 때 실험실에서 관찰된 바 있다.[8][9]

클로비스 그룹 암석에서는 뫼스바우어 분광기(MB)를 통해 게타이트가 검출되었는데, 이는 화성의 물이 존재했다는 직접적인 증거이다.[10] 또한 MB 스펙트럼 분석 결과, 올리빈의 존재가 감소한 것이 확인되었는데,[11] 올리빈은 물이 있으면 쉽게 분해되기 때문에 이는 과거 물의 존재를 시사한다.[12]

위시스톤 암석은 다량의 사장의석, 약간의 올리빈, 무수석고를 포함하고 있었으며, 피스 암석에서는 황과 결합된 물의 증거가 발견되어 수화된 황산염의 존재가 추정된다. 워치타워 암석에는 올리빈이 없어 물에 의해 변질되었을 가능성이 제기되었고, 인디펜던스 암석에서는 점토(스멕타이트 그룹의 몬모릴로나이트)의 징후가 나타났는데, 점토는 형성되기 위해 물에 장기간 노출되어야 한다.

파소 로블스 토양은 다량의 황, 인, 칼슘, 철을 포함하고 있어 증발 퇴적물일 가능성이 있으며,[13] MB 분석 결과, 이 토양의 철은 산화된 Fe+++ 형태였는데, 이는 물의 존재 하에서 생성될 수 있는 형태이다.[14]

''스피릿''의 작동 중단 이후, 과학자들은 미니-테스 데이터를 통해 "코만치" 암석 노두에서 다량의 탄산염을 발견했는데, 이는 과거 이 지역에 물이 존재했음을 의미한다.[16][17] 또한, 순수한 실리카가 대량으로 발견되었는데, 이는 물의 존재 하에 화산 활동으로 생성된 산성 증기와 토양의 상호 작용, 또는 온천 환경의 물에서 비롯될 수 있다.[15]

3. 3. 산성 안개의 영향

컬럼비아 힐스의 모든 암석은 수성 유체에 의해 다양한 정도로 변질되었으며, 인, 황, 염소, 브롬과 같이 수용액에서 운반될 수 있는 원소들이 풍부하다.[4][3] 암석에는 올리빈과 다양한 양의 황산염을 포함한 현무암 유리가 포함되어 있으며, 올리빈의 풍부도는 황산염의 양과 반비례하는데, 이는 물이 올리빈을 파괴하고 황산염 생성을 돕기 때문이다.[5][6]

산성 안개는 워치타워 암석의 일부를 변화시킨 것으로 추정된다. 컴벌랜드 능선과 허즈번드 언덕 정상의 200미터 길이 구간에서 암석의 결정성이 약해지고 비정질화되었다. 화산에서 발생한 산성 수증기가 일부 광물을 용해시켜 젤을 형성했고, 물이 증발하면서 시멘트가 형성되어 작은 덩어리가 생겼다. 이러한 과정은 현무암이 염산과 황산에 노출될 때 실험실에서 관찰된 바와 유사하다.[7][8][9]

클로비스 그룹 암석에서는 뫼스바우어 분광기(MB)를 통해 게타이트가 검출되었는데, 이는 화성의 물이 있는 경우에만 형성되므로 과거 컬럼비아 힐스에 물이 있었다는 직접적인 증거가 된다.[10] 또한, MB 스펙트럼은 올리빈 존재가 크게 감소했음을 보여주는데, 올리빈은 물이 있으면 쉽게 분해되기 때문이다.[11][12]

3. 4. 파소 로블스 토양

과학자들은 탐사 로봇 ''스피릿''을 통해 컬럼비아 힐스에서 다양한 종류의 암석을 발견했으며, APXS로 측정한 화학적 조성은 서로 상당히 달랐다.[3] 이 암석들은 수성 유체에 의해 다양한 정도로 변질되었으며, 인, 황, 염소, 브롬과 같은 원소들이 풍부하게 포함되어 있었다.[4] 이는 해당 원소들이 수용액에서 운반될 수 있다는 것을 보여준다.

컬럼비아 힐스의 암석에는 올리빈과 다양한 양의 황산염과 함께 현무암 유리도 포함되어 있다.[5][6] 올리빈의 풍부도는 황산염의 양과 반비례하는데, 이는 물이 올리빈을 파괴하고 황산염 생성을 돕기 때문이다.

클로비스 그룹은 뫼스바우어 분광기(MB)가 게타이트를 감지하여 특히 흥미로운데,[10] 게타이트는 화성의 물이 있는 경우에만 형성되므로 과거 컬럼비아 힐스 암석에 물이 있었다는 직접적인 증거가 된다. 또한, MB 스펙트럼은 올리빈 존재가 강하게 감소했음을 보여주었는데,[11] 이는 물에 의해 올리빈이 분해되었음을 시사한다.

파소 로블스라고 불리는 한 종류의 토양은 다량의 황, 인, 칼슘, 철을 포함하고 있어 증발 퇴적물일 가능성이 있다.[13] MB는 파소 로블스 토양의 많은 철이 산화된 Fe+++ 형태임을 발견했는데, 이는 물이 있었을 경우 발생했을 것이다.[14]

참조

[1] 웹사이트 Scientists Shortlist Three Landing Sites for Mars 2020 http://www.jpl.nasa.[...] 2017-02-15
[2] 뉴스 NASA Mars 2020 Rover Gets a Landing Site: A Crater That Contained a Lake - The rover will search the Jezero Crater and delta for the chemical building blocks of life and other signs of past microbes. https://www.nytimes.[...] 2018-12-03
[3] 논문 Rocks of the Columbia Hills https://agupubs.onli[...] 2006
[4] 논문 Geochemical and mineralogical indicators for aqueous processes in the Columbia Hills of Gusev crater, Mars https://agupubs.onli[...] 2006
[5] 간행물 European Geosciences Union, General Assembly, Geophysical Research abstr., Vol. 7, 10254, 2005 2005
[6] 웹사이트 Mineral Composition and Abundance of the Rocks and Soils at Gusev and Meridiani from the Mars Exploration Rover Mini-TES Instruments AGU Joint Assembly, 23–27 May 2005 http://www.agu.org/m[...] 2005
[7] 웹사이트 Signs of Acid Fog Found on Mars - SpaceRef http://spaceref.com/[...] 2015-11-02
[8] 웹사이트 Abstract: IN-SITU EVIDENCE FOR ALTERATION BY ACID FOG ON HUSBAND HILL, GUSEV CRATER, MARS (2015 GSA Annual Meeting in Baltimore, Maryland, USA (1-4 November 2015)) https://gsa.confex.c[...]
[9] 간행물 IN-SITU EVIDENCE FOR ALTERATION BY ACID FOG ON HUSBAND HILL, GUSEV CRATER, MARS. 2015 GSA Annual Meeting in Baltimore, Maryland, USA (1-4 November 2015) Paper No. 94-10 2015
[10] 간행물 Lunar Planet. Sci. XXXVI abstr. 2349 2005
[11] 간행물 European Geosciences Union, General Assembly, Geophysical Research abstr., Vol. 7, 10254, 2005 2005
[12] 논문 Mossbauer mineralogy of rock, soil, and dust at Gusev crater, Mars: Spirit#REDIRECT s journal through weakly altered olivine basalt on the plains and pervasively altered basalt in the Columbia Hills
[13] 논문 Geochemical and mineralogical indicators for aqueous processes in the Columbia Hills of Gusev crater, Mars 2006
[14] 서적 The Martian Surface Cambridge University Press 2008
[15] 웹사이트 NASA - Mars Rover Spirit Unearths Surprise Evidence of Wetter Past http://www.nasa.gov/[...] 2012-01-16
[16] 웹사이트 Outcrop of long-sought rare rock on Mars found https://www.scienced[...]
[17] 논문 Identification of Carbonate-Rich Outcrops on Mars by the Spirit Rover 2010-06-03


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