화성 내부구조 최초로 밝혀냈다 [여기는 화성]

독일과 스위스 대학 연구진이 2019년부터 화성 지표면의 소리를 탐사하고 있는 미국 항공우주국(NASA) 인사이트호의 지진계 자료를 분석해 역사상 최초로 화성 내부 구조를 밝혀냈다.

독일 쾰른대학과 스위스 취리히연방공대 연구진은 인사이트호가 수집한 화성 지진계 자료를 분석해 화성의 내부 구조를 밝힌 논문 3편을 국제학술지 사이언스지에 22일(현지시간) 공개했다고 씨넷 등 외신들이 보도했다.

과학자들이 화성 내부의 구조를 밝혀냈다. 사진=사이언스/Chris Bickel

■ 화성의 내부 소리 듣는 SEIS 지진계

화성 깊은 곳으로부터 전달되는 미세한 진동을 측정하는 지진계 SEIS(Seismic Experiment for Interior Structure)는 인사이트호가 화성에 도착한 직후 배치됐다. 이 장비는 돔 형태의 장비로 화성의 지표면에 놓여 있어 화성 지표면의 소리를 듣고 있다. 이 기기는 지진이 발생하면 화성의 내부를 울리고 진동하는 지진파를 기록하게 된다.

화성 표면에 위치한 돔 모양의 기구인 SEIS의 단면 (사진=NASA/JPL-Caltech/CNES/IPGP)

바깥쪽 돔 모양의 외장재는 일종의 보호막으로 내부 진동 측정에 영향을 줄 수 있는 바람과 먼지로부터 SEIS를 보호하는 역할을 한다.

이전 연구에 따르면 화성의 지진은 흔하게 일어나지만 그다지 강력하지는 않은 것으로 파악됐다. 대개 지표 아래 30km 지점에서 규모 3 이상의 지진이 일어나는 것으로 알려졌다. 과학자들은 SEIS 지진계를 통해 올해 4월까지 500번이 넘는 규모 2∼4의 지진을 관측했다

■ 연구진, 화성 지각의 두께와 핵 반지름 추정

독일 쾰른대학과 스위스 취리히연방공대 연구진은 SEIS 지진계를 흔들었던 파동을 연구해 최초로 화성 내부구조를 조사해 공개했다.

독일 쾰른대학 브리기테 크나프마이어엔드룬(Brigitte Knapmeyer-Endrun)이 이끄는 연구진은 지진계 자료를 사용해 화성 지표면의 최상층인 지각을 연구했다.

연구 결과 현무암으로 구성된 화성 지각의 가장 위에 있는 층은 두께가 기껏해야 약 10km인 것으로 보이며, 그 밑에는 그 크기의 약 두 배인 또 다른 층이 자리 잡고 있다는 것이 밝혔졌다. 또, 그 아래로 바로 맨틀 층이 시작될 수 있다고 연구진은 설명했다. 연구진이 추정한 화성의 두께 층은 약 40km다.

시몬 슈텔러(Simon Stähler) 취리히연방공대 연구진은 화성 핵의 반지름을 약 1830km로 추정했다. 이는 지구의 핵보다는 작은 규모지만, 이전에 과학자들이 예측했던 1400km보다 크다. 연구팀은 철과 니켈과 같은 무거운 원소로 구성된 화성의 핵이 과거 예측보다는 밀도는 낮지만 액체 상태로 구성되어 있을 것으로 추정했다.