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헬라스 분지

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1. 개요

헬라스 분지는 지름 약 2,300km에 달하는 화성의 거대한 충돌 구조로, 노출된 충돌 구조 중 가장 크다. 41억 년 전에서 38억 년 전 사이의 후기 대폭격 시기에 형성되었으며, 가장자리와 바닥 사이의 고도 차이가 9,000m 이상이다. 헬라스 평원 동부 지역의 크레이터에서는 물 얼음 빙하가 발견되었으며, 벌집 지형, 층상 구조 등 다양한 지질학적 특징을 보인다. 헬라스라는 이름은 조반니 스키아파렐리가 붙였으며, 대중문화에서는 비디오 게임 데스티니 2, 둠 (2016 비디오 게임) 등에 등장한다.

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헬라스 분지
기본 정보
바이킹 궤도선이 촬영한 헬라스 평원 모자이크 사진
바이킹 궤도선이 촬영한 헬라스 평원
위치헬라스 사변형(Hellas quadrangle), 화성
좌표좌표: 42.4° S 70.5° E
별칭헬라스(albedo feature)
어원고대 그리스
지형
유형평원
지름2300 km
깊이7152 m
지리

2. 지형 및 특징

헬라스 평원은 지름이 약 2300km에 달하는 거대한 충돌 분지로, 화성의 지형학적 기준면보다 7152m 더 깊다.[1] 가장자리와 바닥 사이의 고도 차이는 9000m 이상이다.

화성 겨울철 헬라스 평원 바닥의 대기압은 12.4mbar (1240Pa)까지 올라가는데,[12] 이는 화성 기준 대기압(610Pa)보다 103% 더 높은 수치이며, 물의 삼중점보다 높아 특정 조건에서 액체 상태의 물이 존재할 수 있음을 시사한다.[13]

하드리아쿠스 몬스에서 뻗어 나온 다오 발리스와 로이 발리스를 포함한 여러 유출 채널이 헬라스 평원에 존재한다. 이 골짜기들은 화성 정오 무렵 온도가 0도 이상으로 올라가면 액체 물이 일시적으로 존재할 수 있을 만큼 낮은 고도에 위치한다.[14]

헬라스 평원은 알바 몬스와 반대점에 위치하며,[15][16][17] 이시디스 평원은 타르시스 융기와, 아르기레 평원은 엘리시움과 대략 반대점에 위치한다. 헬라스 평원에서는 "태피 풀" 지형이라고 불리는 꼬인 띠 모양 지형이 발견되기도 한다.

MOLA 지도지리적 맥락주변 고리겉보기 점성 흐름 특징
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꼬인 띠꼬인 띠 ("태피 풀" 지형)
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2. 1. 헬라스 평원의 형성

지름이 약 2300km인[8] 헬라스 평원은 지구상에서 노출이 잘 된 가장 큰 충돌 구조이다. 가려진 유토피아 평원이 약간 더 크며, 만약 충돌구로 밝혀진다면 보레알리스 분지가 훨씬 더 크다. 헬라스 평원은 약 41억 년 전에서 38억 년 전 사이의 후기 대폭격 시기에 형성된 것으로 여겨지는데, 이때 지름이 약 370km인 원시 행성 또는 대형 소행성이 표면에 충돌했다.[9][10]

가장자리와 바닥 사이의 고도 차이는 9000m 이상이다. 달의 남극-아이트켄 분지보다 깊지만, 헬라스의 가장자리 봉우리는 훨씬 덜 두드러진다. 이는 헬라스와 같은 대형 화성 충돌이 전 지구적 열대성 강우와 용융수 흐름을 유발하여 자체를 포함한 크레이터 가장자리를 훼손했기 때문일 수 있다.[11]

화성의 헬라스 분지와 달의 남극-아이트켄 분지를 가로지르는 남쪽에서 북쪽으로의 단면도 고도 프로파일. Lunar Quickmap 및 Mars Quickmap으로 제작

2. 2. 지질학적 특징

헬라스 평원은 지름이 약 2300km에 달하는 거대한 충돌 분지로, 지구상에서 가장 뚜렷하게 드러난 충돌 구조 중 하나이다.[8] 약 41억 년에서 38억 년 전 후기 대폭격 시기에 형성된 것으로 추정되며, 당시 지름 약 370km의 거대한 천체가 화성 표면에 충돌하면서 만들어졌다.[9][10]

헬라스 분지는 가장자리와 바닥 사이의 고도 차이가 9000m 이상으로 매우 깊다. 하지만 헬라스의 가장자리 봉우리는 달의 남극-아이트켄 분지에 비해 덜 두드러지는데, 이는 헬라스와 같은 대형 충돌이 화성 전체에 걸쳐 열대성 강우와 용융수 흐름을 유발하여 크레이터 가장자리를 훼손했기 때문으로 추정된다.[11]

헬라스 분지는 화성의 지형학적 기준면보다 7152m 더 깊은 곳에 위치하여,[1] 겨울철에는 바닥의 대기압이 12.4mbar (1240Pa 또는 0.18psi)에 이른다.[12] 이는 화성의 기준 대기압(610Pa)보다 103% 더 높은 수치이며, 물의 삼중점보다 높아 특정 조건에서 액체 상태의 물이 존재할 수 있음을 시사한다.[13]

헬라스 평원에는 하드리아쿠스 몬스에서 뻗어 나온 다오 발리스와 로이 발리스를 포함한 여러 유출 채널이 존재한다. 이 골짜기들은 화성 정오 무렵 온도가 0도 이상으로 올라가면 액체 물이 일시적으로 존재할 수 있을 만큼 낮은 고도에 위치한다.[14]

헬라스 평원은 알바 몬스와 반대점에 위치한다.[15][16][17] 헬라스 평원과 이시디스 평원은 타르시스 융기와 대략 반대점을 이루며, 아르기레 평원은 엘리시움과 대략 반대점에 위치한다. 헬라스 평원에서는 꼬인 띠 모양의 지형, 이른바 "태피 풀" 지형이 발견되기도 한다.

MOLA 지도지리적 맥락주변 고리겉보기 점성 흐름 특징
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꼬인 띠꼬인 띠 ("태피 풀" 지형)
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2. 2. 1. 빙하

화성 정찰 위성(MRO) 우주선의 SHARAD 레이더 음향 측심기로 촬영한 레이더 이미지는 헬라스 평원 동부 지역의 3개 크레이터에 있는 엽상 잔해 둔덕이라는 지형이 흙과 암석 층 아래에 묻혀 있는 물 얼음 빙하임을 보여준다.[19] SHARAD로 측정한 이 크레이터 내 매몰된 얼음의 두께는 상부 크레이터에서 약 250m, 중간 및 하부 레벨에서는 각각 약 300m 및 450m이다. 과학자들은 눈과 얼음이 더 높은 지형에 축적되어 아래로 흘러내려갔고, 현재는 암석 잔해와 먼지 층에 의해 승화로부터 보호된다고 믿고 있다. 표면의 홈과 능선은 변형된 얼음에 의해 발생했다.

헬라스 평원과 화성의 다른 지역의 많은 지형들은 표면이 움직였던 것처럼 보여 빙하를 강력하게 시사한다.

헬라스 평원에 있는 혀 모양의 빙하. 얼음은 절연 토양층 아래에 여전히 존재할 수 있다.


약 1m 해상도의 빙하 근접 촬영. 패턴화된 지면은 얼음의 존재로 인해 발생한 것으로 추정된다.

2. 2. 2. 벌집 지형

헬라스 분지의 북서부에서 처음 발견된[20] 벌집 모양 지형은 비교적 평평하게 놓여 있으며, 벌집과 유사하게 동심원 층 또는 띠를 가지고 있다. 이러한 지형을 생성하는 지질학적 과정은 아직 밝혀지지 않았다.[21]

일부 계산에 따르면 이 형성은 이 지역에서 얼음이 지면 위로 이동하면서 발생했을 수 있다. 얼음층의 두께는 100m에서 1km 사이였을 것이다.[22][23][20] 한 물질이 다른 더 밀도가 높은 물질을 통과하여 위로 이동하는 것을 다이어피어라고 한다. 따라서 대량의 얼음이 암석층을 돔 모양으로 밀어 올렸고, 이후 침식된 것으로 보인다. 침식으로 인해 층상 돔의 상단이 제거된 후 원형 지형이 남았다.

벌집 지형, HiWish 프로그램 하에서 HiRISE가 촬영


벌집 지형의 근접 컬러 뷰, HiWish 프로그램 하에서 HiRISE가 촬영


벌집 지형의 근접 뷰, HiWish 프로그램 하에서 HiRISE가 촬영


벌집 지형의 근접 뷰, HiWish 프로그램 하에서 HiRISE가 촬영. 이 확대 사진은 물질이 블록으로 부서지는 모습을 보여준다. 화살표는 정육면체 블록을 가리킨다.

2. 2. 3. 층상 구조

헬라스 평원 내 분화구에서는 여러 층상 구조가 발견되었다. HiRISE가 HiWish 프로그램을 통해 촬영한 이미지를 보면, 분화구 함몰 지형의 층들을 확인할 수 있다.[14] 횡사구 능선(TAR)이라고 불리는 특수한 형태의 모래 물결도 관찰된다.

HiRISE가 HiWish 프로그램을 통해 촬영한 분화구의 함몰 지형에 있는 층들. 횡사구 능선(TAR)이라고 불리는 특수한 형태의 모래 물결이 표시되어 있다.


HiRISE가 HiWish 프로그램을 통해 촬영한 층들의 넓은 시야


HiRISE가 HiWish 프로그램을 통해 촬영한 분화구 내 층상 퇴적물의 근접 시야


HiRISE가 HiWish 프로그램을 통해 촬영한 층상 구조


HiRISE가 HiWish 프로그램을 통해 촬영한 이전 이미지의 층들 근접 시야

2. 3. 유출 채널

하드리아쿠스 몬스에서 헬라스로 뻗어 있는 유출 채널 중 다오 발리스와 로이 발리스는 화성 궤도 카메라 이미지에서 골짜기를 포함하는 것으로 나타났다.[14] 이 골짜기는 온도가 0도 이상으로 올라간다면 화성 정오 근처에서 액체 물이 일시적으로 존재할 수 있을 정도로 낮다.[14]

3. 명칭 유래

헬라스 평원은 그 크기와 행성의 다른 부분과 대조되는 밝은 색상 때문에 지구에서 망원경으로 발견된 최초의 화성 지형 중 하나였다. 조반니 스키아파렐리가 헬라스(그리스어로 ''그리스''를 의미함)라는 이름을 붙이기 전에는, 1867년 리처드 앤서니 프록터가 16cm 굴절 망원경을 사용하여 "행성에 대한 최초의 진실된 묘사"를 만들어낸 영국의 천문학자, 조지프 노먼 로키어 경을 기려 '''로키어 랜드'''로 알려졌다. (E. M. 안토니아디의 평가에 따르면)

조반니 스키아파렐리는 지구에서 망원경 관측 초창기부터 높은 알베도를 가진 무늬로 알려진 헬라스를 고대 그리스의 옛 이름(Ἑλλάς)에서 유래하여 명명했다.[2]

4. 반대점

헬라스 평원은 알바 몬스와 반대점에 위치한다.[15][16][17] 헬라스 평원과 약간 더 작은 이시디스 평원은 거대한 방패 화산이 있는 타르시스 융기와 대략 반대점을 이루며, 아르기레 평원은 화성에 있는 또 다른 주요 융기 지역인 방패 화산인 엘리시움과 대략 반대점에 위치한다. 방패 화산이 헬라스를 생성한 것과 같은 반대점 충돌로 인해 발생한 것인지, 아니면 단순한 우연의 일치인지는 알 수 없다.

5. 대중문화 속 헬라스 평원

비디오 게임 ''데스티니 2''에서 헬라스 분지는 주요 지역으로 등장하며, 이 지역은 해당 게임의 다운로드 가능한 콘텐츠인 ''워마인드''의 일부이다.[1]

베데스다 비디오 게임 리부트작인 ''둠''에서도 헬라스 분지는 주요 지역으로 등장한다.[2]

''플래닛 사이즈 X-멘 #1''에서 엑스맨은 화성을 테라포밍하여 분지를 헬라스 호수로 만들고, 태양계 내에서 은하계 대사들이 만날 수 있는 헬라스 호 외교 링을 건설한다.[3]

참조

[1] 웹사이트 Martian weather observation http://www-star.stan[...] Stanford University
[2] 웹사이트 Hellas http://planetaryname[...] United States Geological Survey 2015-03-10
[3] 웹사이트 Hellas Planitia http://planetaryname[...] USGS Astrogeology Science Center 2015-03-10
[4] 문서 The part below zero datum, see Geography of Mars#Zero elevation
[5] 웹사이트 Section 19-12 https://web.archive.[...] NASA
[6] 웹사이트 Highest and Lowest Points on Mars https://geology.com/[...] 2024-12-11
[7] 웹사이트 Geologic Map of MTM -40277, -45277, -40272, and -45272 Quadrangles, Eastern Hellas Planitia Region of Mars https://pubs.usgs.go[...] 2024-06-30
[8] 논문 A new survey of multi-ring impact basins on Mars https://web.archive.[...] 2008-11-16
[9] 논문 Global Distribution of Crustal Magnetization Discovered by the Mars Global Surveyor MAG/ER Experiment https://zenodo.org/r[...] 1999
[10] 논문 New Numerically Derived Scaling Relationships for Impact Basins on Mars https://agupubs.onli[...] 2024-04
[11] 논문 Impact cratering as a cause of climate change, surface alteration, and resurfacing https://onlinelibrar[...]
[12] 논문 On the possibility of liquid water on present-day Mars 2001-10-25
[13] 간행물 Making a splash on Mars https://web.archive.[...] NASA 2017-07-12
[14] 논문 Formation of Martian gullies by the action of liquid water flowing under current Martian environmental conditions 2005
[15] 논문 Antipodal Effects of Major Basin-Forming Impacts on Mars 1978-03
[16] 논문 The Formation of Antipodal-Impact Terrains on Mars http://www.lpi.usra.[...] 2012-07-04
[17] 논문 Assessment of Antipodal-Impact Terrains on Mars 1994-08
[18] 서적 The Planet Mars: A history of observation and discovery http://www.uapress.a[...] University of Arizona Press 2021-02-19
[19] 웹사이트 PIA11433: Three craters http://photojournal.[...] NASA 2008-11-24
[20] 논문 The honeycomb terrain on the Hellas basin floor, Mars: A case for salt or ice diapirism: Hellas honeycombs as salt / ice diapirs
[21] 웹사이트 HiRISE | to Great Depths (ESP_049330_1425) http://www.uahirise.[...]
[22] 논문 Hydrology of the Hellas basin and the early Mars climate: Was the ''honeycomb terrain'' formed by salt or ice diapirism?
[23] 논문 Salt or ice diapirism origin for the ''honeycomb terrain'' in Hellas basin, Mars?: Implications for the early martian climate
[24] 웹인용 Hellas http://planetaryname[...] USGS Astrogeology Science Center 2013-11-29
[25] 문서 The part below zero datum, see Geography of Mars#Zero elevation
[26] 웹사이트 Remote Sensing Tutorial Page 19-12 http://rst.gsfc.nasa[...]
[27] 문서 gpn2432



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