혼란 지형
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1. 개요
혼란 지형은 화성, 수성, 유로파, 명왕성 등 다양한 천체에서 발견되는 특징적인 지형이다.
화성의 혼란 지형은 물의 방출과 관련된 지반 붕괴로 형성되었을 가능성이 있으며, 아우레움 혼돈, 이아니 혼돈, 아람 혼돈 등 다양한 지역에서 관찰된다.
수성의 혼란 지형은 칼로리스 분지와 대척점에 위치하며, 거대한 충돌로 인한 사출물과 지표면의 재형성으로 발생한 것으로 추정된다.
유로파의 혼란 지형은 표면의 20%에서 40%를 덮고 있으며, 렌티큘라, 구덩이, 반점, 돔 등의 지질학적 특징을 포함한다. 목성의 중력 작용이나 얼음 표면과 액체 바다 사이의 상호 작용이 형성 원인으로 제시된다.
명왕성의 혼란 지형은 몬테스로 불리며, 물 얼음으로 구성되어 있을 가능성이 높고, 스푸트니크 평원 주변의 고에너지 충돌로 인한 융기와 파괴가 원인일 수 있다.
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| 혼란 지형 | |
|---|---|
| 일반 정보 | |
| 유형 | 불규칙한 지형 |
| 특징 | 움푹 들어간 곳 산등성이 큰 블록 |
| 위치 | 화성 및 유로파 |
| 관련 프로세스 | 침식 단층 융해 |
| 설명 | |
| 혼란 지형 | 부서지거나 뒤섞인 지형의 뚜렷한 영역 |
| 특징 | 움푹 들어간 곳, 산등성이 및 큰 블록 포함 |
| 위치 | 화성과 유로파에서 발견 |
| 형성 과정 | 침식 단층 융해와 관련된 과정에 의해 형성된 것으로 생각됨 |
2. 화성의 혼란 지형
화성의 혼란 지형은 작은 언덕, 평원, 구릉 등이 복잡하게 얽혀 있고, 부분적으로 패턴을 보이는 듯한 계곡으로 잘려나간 독특한 지형이다. 이러한 지형은 갑작스러운 지표면의 교란으로 형성된 강한 인상을 준다.
화성의 혼란 지형은 과거 엄청난 양의 물 방출과 밀접한 관련이 있는 것으로 여겨진다. 물이 지표면으로 솟아 나올 때 지반이 붕괴하면서 형성되었을 가능성이 크며, 실제로 화성의 많은 고대 강들은 혼돈 지역에서 발원한다. 일부 혼돈 지역은 완전히 붕괴되지 않고 큰 언덕 형태로 남아 있는데, 이는 아직 내부에 물 얼음을 포함하고 있을 가능성을 시사한다.[10]
분화구 개수 측정 및 다른 지질학적 특징과의 관계 분석을 통해, 과학자들은 화성의 혼란 지형이 약 20억 년에서 38억 년 전에 형성되었다고 추정한다.[11] 혼란 지형의 구체적인 형성 원인에 대해서는 여러 가설이 존재하며, 이는 주로 물의 거동과 관련하여 설명된다. (자세한 내용은 #형성 원인 참조)
화성 표면 여러 곳에서 혼란 지형이 발견되며, 대표적인 지역으로는 아우레움 혼돈, 이아니 혼돈, 아람 혼돈 등이 있다. (자세한 내용은 #주요 지역 참조)
2. 1. 형성 원인
혼란 지형의 구체적인 형성 원인은 아직 명확히 밝혀지지 않았으며, 다양한 천문지질학적 요인이 원인으로 제시되고 있다.유로파의 경우, 2004년에는 운석 충돌과 그로 인한 지각 변화가 원인일 수 있다는 주장이 제기되었다.[8] 2011년 11월, 텍사스 대학교 오스틴 연구진을 포함한 연구팀은 과학 저널 네이처에 유로파의 여러 "혼란 지형" 특징들이 거대한 액체 상태의 호수 위에 존재한다는 증거를 발표했다.[9] 이 호수들은 유로파의 얼음 외피 내부에 완전히 갇혀 있으며, 얼음 외피 아래 더 깊은 곳에 존재할 것으로 추정되는 액체 바다와는 구별된다. 연구팀은 외부 충격 대신, 얼음 외피 속 얕은 호수가 표면의 혼란 지형을 만드는 4단계 모델을 제시했다. 이러한 호수의 존재를 확실히 확인하기 위해서는 레이더 등을 이용해 얼음 외피를 탐사하는 우주 임무가 필요하다.
화성의 혼란 지형은 엄청난 양의 물이 방출되는 과정과 관련이 깊은 것으로 여겨진다. 물이 표면으로 솟아 나올 때 지반이 붕괴되면서 혼란 지형이 형성되었을 수 있다. 실제로 화성의 많은 강들은 혼돈 지역에서 시작된다. 혼돈 지역은 작은 언덕, 평원, 구릉 등이 복잡하게 얽혀 있고, 부분적으로 패턴을 보이는 듯한 계곡으로 잘려나간 지형적 특징을 보인다. 일부 혼돈 지역은 완전히 붕괴되지 않고 큰 언덕 형태로 남아있는데, 이는 아직 내부에 물 얼음을 포함하고 있을 가능성을 시사한다.[10] 분화구 개수 측정(특정 지역에 분화구가 많을수록 오래된 지표면을 의미함)과 계곡 등 다른 지질학적 특징과의 관계 연구를 통해, 과학자들은 이러한 지형이 약 20억 년에서 38억 년 전에 형성되었다고 결론지었다.[11]
과학자들은 혼돈 지형의 원인에 대한 다양한 아이디어를 생각해냈다. 땅에서 빠르게 빠져나가 혼돈을 만든 물의 근원에 대한 한 가지 설명은 물이 풍부한 퇴적물이 바다 바닥의 거대한 협곡에 퇴적되었다는 것이다. 나중에 바다가 사라지자 퇴적물이 얼어붙었다. 뜨거운 마그마가 이 지역 근처로 오면 얼음이 녹아 거대한 지하 강 시스템을 형성했을 것이다. 이러한 강이 표면에 접근하면 엄청난 양이 땅에서 터져 나와 오늘날 우리가 볼 수 있는 계곡을 만들었을 것이다. 화성에 바다가 있었다는 증거가 많다.[12][13][14][15] 지하 강이 혼돈 지역에서 흘러나오기 위해 물을 남겨두었을 때 지면이 붕괴된 곳일 수 있는 장소가 사진 촬영되었다.[16][17] 물의 근원에 대한 최초의 이론 중 하나는 오래된 ''바이킹'' 궤도선 사진을 기반으로 했다. 이러한 유출은 남극의 녹은 물에서 물을 모으는 지구 규모의 냉동권에 갇힌 대수층에서 나온 것으로 생각되었다.[18][19] 냉동권은 행성 역사상 헤스페리안 시대에 행성의 상부 지각으로 형성되었을 것이다.[17] 갈락시아스 혼돈과 같은 혼돈 지형은 얼음이 풍부한 퇴적물의 승화로 인해 발생할 수 있다.[20]
2. 2. 주요 지역
2010년 4월 1일, 미국 항공우주국(NASA)은 시민들이 HiRISE가 촬영할 장소를 제안하는 HiWish 프로그램에 따라 첫 이미지를 공개했다. 8개의 위치 중 하나는 아우레움 혼돈이었다.[2] 아래 첫 번째 이미지는 이 지역의 넓은 시야를 제공한다. 다음 두 이미지는 HiRISE 이미지에서 가져온 것이다.[3]
3. 수성의 혼란 지형
수성에서도 혼란 지형이 발견되며, 이는 언덕이 많거나 선형적인 독특한 모습을 띤다.[4] 이러한 지형 중 일부는 행성 반대편에서 발생한 거대 충돌의 영향으로 형성된 것으로 보이며, 대표적으로 칼로리스 분지의 대척점에서 발견된다.[4] 그러나 충돌과 관련 없는 혼란 지형도 존재하기 때문에, 형성 원인에 대한 다른 설명도 필요하다.[4]
3. 1. 칼로리스 분지
수성의 혼란 지형은 언덕이 많거나 선형적인 모습을 띨 수 있다. 이 지형의 형성에 대한 초기 이론 중 하나는 행성 반대편에 위치한 거대한 충돌의 영향이다. 실제로 혼란 지형의 상당 부분은 칼로리스 분지의 대척점에 위치하며, 이는 칼로리스 분지를 만든 거대 충돌로 인한 분출물과 지표면 변화의 결과로 여겨진다.[4] 하지만 칼로리스 분지와 관련 없는 혼란 지형도 발견되기 때문에, 이 충돌 이론만으로는 수성의 모든 혼란 지형을 완전히 설명하기는 어렵다.[4]4. 유로파의 혼란 지형
유로파의 혼란 지형(en: Chaos terrain)의 구체적인 형성 원인은 아직 명확히 밝혀지지 않았으며, 다양한 천문지질학적 요인들이 원인으로 제시되고 있다. 2004년에는 충돌 사건과 그로 인해 연성 또는 액체 상태의 지각이 관통되는 과정이 혼란 지형의 형성 원인일 수 있다는 가설이 제기되었다.[8]
2011년 11월, 텍사스 대학교 오스틴 연구진을 포함한 연구팀은 과학 저널 ''네이처''에 유로파의 여러 "혼란 지형"이 실제로는 거대한 액체 상태의 호수 위에 존재한다는 증거를 발표했다.[9] 이 호수들은 유로파의 얼음 외피 내부에 완전히 갇혀 있으며, 얼음 외피 아래 더 깊은 곳에 존재할 것으로 추정되는 거대한 지하 바다와는 구별된다. 연구팀은 외부 충격 대신, 얼음 외피 내부의 호수가 표면의 혼란 지형을 만드는 4단계 모델을 제안했다. 이러한 내부 호수의 존재를 최종적으로 확인하기 위해서는 레이더 등을 이용해 얼음 외피를 탐사하는 우주 임무를 통한 물리적 또는 간접적인 증거 확보가 필요할 것이다.
4. 1. 렌티큘라
렌티큘라는 유로파의 표면에서 발견되는 혼란 지형의 한 종류이다. 혼란 지형은 유로파 표면의 20%에서 40%를 덮을 정도로 흔하게 나타나며, 다양한 이론이 제시되었지만 아직 그 기원이 완전히 밝혀지지는 않았다.[5] 유로파의 "혼란 지형"은 혼돈 렌티큘라, 구덩이, 반점, 돔과 같은 지질 구조를 포함한다. 이 지형들은 주변의 비혼돈 지형보다 높거나 낮은 고도에서 관찰되지만, 대부분은 인접 지형보다 융기된 형태로 나타난다.관찰된 거의 모든 혼란 지형은 주변 지형 위에 놓여 있는데, 이는 혼란 지형이 유로파에서 비교적 최근에 형성된 지형임을 시사한다. 유로파의 혼란 지형은 형성 시기와 변형 정도에 따라 "신선한" 것과 "변형된" 것으로 나눌 수 있다.[5] 신선한 혼란 지형은 매우 젊으며 다른 지질학적 특징에 의해 교차되지 않은 상태이다. 반면, 변형된 혼란 지형은 더 오래되었고, 가장자리가 더 매끄러우며 다른 지형과 교차하는 특징을 보인다.
유로파 표면의 렌티큘라를 포함한 혼란 지형의 형성 원인으로는 목성의 강력한 중력 작용이 제기된다.[6] 목성의 중력으로 인해 유로파의 표면이 늘어나거나 찌그러지면서 갈라지고 벌어지거나, 혹은 서로 밀리면서 혼란 지형이 만들어질 수 있다는 것이다. 또 다른 가능성은 얼음 표면 아래에 존재할 것으로 추정되는 액체 상태의 바다와의 상호작용이다. 따뜻한 물기둥이 상승하여 얼음 표면을 녹이고, 이후 지각의 움직임에 따라 혼란 지형이 원래 형성된 위치에서 다른 곳으로 이동했을 수도 있다.
5. 명왕성의 혼란 지형
명왕성에도 혼란 지형이 존재하지만, 다른 천체의 혼란 지형만큼 잘 알려져 있지는 않다.[7]
5. 1. 스푸트니크 평원
플루토의 혼란 지형은 다른 천체에 있는 혼란 지형만큼 잘 알려져 있지 않다. 플루토에서 이러한 지형은 흔히 "몬테스"(산맥)라고 불리며, 플루토 표면의 온도에서 기반암 역할을 하는 물 얼음으로 주로 구성되어 있을 가능성이 높다. 플루토의 낮은 온도에서는 질소 얼음이 스푸트니크 평원 주변에서 관찰되는 높은 지형 특징을 형성할 수 없는데, 이는 물 얼음이 몬테스를 구성하는 주요 성분임을 더욱 뒷받침한다. 플루토의 몬테스 대부분은 거대한 충돌 분지인 스푸트니크 평원의 바깥쪽에 위치한다. 이는 과거에 있었던 큰 에너지의 충돌로 인해 지각이 솟아오르고 부서지면서 형성된 것으로 추정된다.[7]참조
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웹사이트
Chaos on Mars
http://www.space.com[...]
2005-04-25
[2]
웹사이트
Captioned Images Inspired by HiWish Suggestions
http://uahirise.org/[...]
[3]
웹사이트
Mesas in Aureum Chaos
http://hirise.lpl.ar[...]
2010-03
[4]
논문
The Chaotic Terrains of Mercury Reveal a History of Planetary Volatile Retention and Loss in the Innermost Solar System
2020-03-16
[5]
서적
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[6]
논문
Active formation of 'chaos terrain' over shallow subsurface water on Europa
https://www.nature.c[...]
2011-11
[7]
논문
Morphological comparison of blocks in chaos terrains on Pluto, Europa, and Mars
https://www.scienced[...]
2021-03-01
[8]
간행물
Evidence that chaos terrain on Jupiter's moon Europa is formed by crust-penetrating impacts
http://gsa.confex.co[...]
2004-11-07
[9]
논문
Active formation of 'chaos terrain' over shallow subsurface water on Europa
2011-11-24
[10]
웹사이트
Unraveling the Chaos of Aram
http://themis.asu.ed[...]
Arizona State University
[11]
웹사이트
Feature Image: Volcanism and Collapse in Hydraotes
https://themis.asu.e[...]
Arizona State University
2008-11-26
[12]
논문
Ancient oceans, ice sheets and the hydrological cycle on Mars
[13]
논문
Possible Ancient Oceans on Mars: Evidence from Mars Orbiter Laser Altimeter Data
https://mars.nasa.go[...]
1999-12-10
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논문
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웹사이트
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2015-09-11
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논문
Martian outflow channels: How did their source aquifers form, and why did they drain so rapidly?
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논문
A model for the hydrologic and climatic behavior of water on Mars
1993-06-25
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http://seismo.berkel[...]
[20]
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Chaos formation by sublimation of volatile-rich substrate: Evidence from Galaxias Chaos, Mars
http://www.planetary[...]
[21]
뉴스
Chaos on Mars
http://www.space.com[...]
Space.com
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