화성의 구성

Composition of Mars

화성의 구성은 화성의 구성을 설명하는 화성의 지질학 분야를 포함한다.

"Hottah" 암석은 화성에서 발견되었으며 큐리오시티로버(2012년 9월 12일, 화이트 밸런스)가 본 고대 하천[1][2][3] 바닥입니다(원시, 클로즈업, 3-D 버전).풍부한 철 화합물이 화성 토양의 밝은 갈색과 붉은색을 만들어 냅니다.

원소 구성

원소 함유량은 궤도를 도는 우주선에 의해 원격으로 측정될 수 있다.이 지도는 화성 오디세이 우주선의 감마선 분광계(GRS) 스위트 데이터를 기반으로 실리콘 원소의 표면 농도(중량 백분율)를 보여줍니다.다른 많은 요소에도 유사한 맵이 존재합니다.

화성은 지구형 행성으로서는 덜 밀도가 높은 규산염 맨틀과 [4]지각으로 둘러싸인 금속 철과 니켈로 이루어진 중심핵을 가지고 있다는 것을 암시합니다.지구와 마찬가지로 화성은 용융된 철심을 가지고 있거나 적어도 용융된 외부 [5]핵을 가지고 있는 것으로 보인다.그러나 맨틀에는 대류가 없는 것으로 보인다.현재 화성은 지질 활동이 거의 없다.

화성의 원소 구성은 몇 가지 중요한 면에서 지구와 다르다.첫째, 화성 운석 분석에 따르면 화성의 맨틀은 지구의 [6][7]맨틀보다 철분이 두 배 정도 풍부합니다.이 행성의 특징적인 붉은 색은 표면에 있는 산화철 때문이다.둘째, 그 중심부는 [8]유황이 더 풍부합니다.셋째, 화성 맨틀은 지구보다 칼륨과 인이 풍부하고, 넷째, 화성 지각은 지구 지각보다 유황과 염소 같은 휘발성 원소를 더 많이 함유하고 있다.이러한 결론의 대부분은 화성 [9]표면의 암석과 토양에 대한 현장 분석에 의해 뒷받침된다.

우리가 화성의 원소 구성에 대해 알고 있는 많은 것들은 궤도를 도는 우주선과 착륙선에서 나온다. (목록은 화성탐사 참조)대부분의 우주선은 분광계와 다른 기구들을 탑재하여 궤도에서 원격감지를 하거나 지표면에서의 분석을 통해 화성의 표면조성을 측정한다.우리는 또한 지구에 도달한 운석의 형태로 된 많은 실제 화성 표본을 가지고 있다.화성 운석(Shergottite, Nakhlite, Chassignite의[10] 경우 SNC로 불리기도 한다)은 화성 지각과 내부의 화학적 조성에 대한 데이터를 제공하는데, 이는 샘플 귀환 임무를 통해서만 알 수 있는 것이다.

화성에서 부피 기준으로 가장 풍부한 가스(Curiosity rover, 2012년 10월).

이 자료들을 바탕으로 과학자들은 화성 지각에서 가장 풍부한 화학 원소는 실리콘, 산소, 철, 마그네슘, 알루미늄, 칼슘, 칼륨이라고 생각한다.이 원소들은 화성암으로 [11]이루어진 광물의 주요 성분이다.티타늄, 크롬, 망간, 황, 인, 나트륨 및 염소 원소는 덜 풍부하지만[12][13] 암석의 많은 부속 광물[14] 및 먼지와 토양(레골리스)의 2차 광물(풍화 생성물)의 중요한 구성요소입니다.2017년 9월 5일, 과학자들은 큐리오시티 탐사선이 화성에서 지구의 생명체에 필수적인 성분인 붕소를 발견했다고 보고했다.이러한 발견은 고대 화성에 물이 존재했을 수도 있다는 이전의 발견과 함께, 화성 [15][16]게일 크레이터의 초기 거주 가능성을 더욱 뒷받침한다.

수소는 물 얼음으로2 존재하며 수화된 미네랄에 있습니다.탄소는 대기 중의 이산화탄소(CO2)로 발생하며 극지방에서는 드라이아이스로 발생하기도 한다.또한 알 수 없는 양의 탄소가 탄산염에 저장된다.분자 질소(N2)는 대기의 2.7%를 차지한다.우리가 아는 한,[18][19] 유기 화합물은 대기 중에 검출된 미량의 메탄 외에는 존재하지[17] 않는다.2014년 12월 16일, NASA는 큐리오시티 탐사선이 화성 대기의 메탄 양에서 "10배 급상승"을 감지했다고 보고했다."20개월 동안 12번" 채취한 표본 측정 결과 2013년 말과 2014년 초에 "대기 중 메탄 10억분의 7"이 평균 증가했습니다.그 전과 후의 판독치는 평균 그 [20][21]레벨의 10분의 1 정도였습니다.

광물학 및 암석학

화성 휘발성 가스(Curiosity rover, 2012년 10월).

화성은 근본적으로 화성 행성이다.표면과 지각의 암석은 주로 마그마에서 결정되는 광물들로 이루어져 있다.화성의 광물 구성에 대한 우리의 현재 지식은 궤도를 도는 우주선의 스펙트럼 분석 데이터, 6개의 착륙 지점의 암석과 토양의 현장 분석, 화성 [22]운석 연구로부터 나온다.현재 궤도에 있는 분광계에는 테미스(Mars Odyssey), 오메가(Mars Express), CRISM(Mars Reconnaissance Orbiter) 등이 있다.화성탐사로봇 2대는 각각 알파입자 X선 분광계(APXS), 열방출 분광계(Mini-TES), 뫼스바우어 분광계를 탑재해 지표면의 광물을 식별한다.

2012년 10월 17일, "록네스트"에 있는 화성에 있는 큐리오시티 탐사선이 화성 토양에 대한 최초의 X선 회절 분석을 수행했다.탐사선의 CheMin 분석기의 결과는 장석, 화석, 감람석 등 여러 광물의 존재를 밝혀냈고, 표본 속의 화성 토양은 하와이 [23]화산의 "풍화 현무암 토양"과 유사하다는 것을 시사했다.

주요 암석 및 광물

화성의 주목할 만한 암석
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아디론닥
(정신) 		바르나클 빌
(체류자) 		배서스트 인렛
(호기심) 		빅조
(바이킹) 		블록 섬
(기회) M 		바운스
(기회) 		대관식
(호기심) 		엘 카피탄
(기회)
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에스페란스
(기회) 		굴번
(호기심) 		히트 실드
(기회) M 		홈 플레이트
(정신) 		호타
(호기심) 		제이크 마티예비치
(호기심) 		마지막 기회
(기회) 		링크
(호기심)
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매키낙 섬
(기회) M 		미미
(정신) 		오일란 루아이드
(기회) M 		황금 항아리
(정신) 		록네스트 3
(호기심) 		셸터 섬
(기회) M 		틴티나
(호기심) 		요기
(체류자)
The table above contains clickable links M = 운석 - (
이 상자:
)

화성의 어두운 지역은 암석 형성 광물인 올리빈, 화석, 사장석 장석으로 특징지어진다.이 광물들은 지구의 해양 지각과 달 마리아를 구성하는 어두운 화산암인 현무암의 주요 성분이다.

마리네리스 협곡의 감람 현무암 아레드 안드로메다 테미스 컬러 이미지.감람색이 풍부한 층은 짙은 녹색으로 보인다.
첫번째
Curiosity Rover의 ChemCam에서 가져온 화학 원소의 레이저 스펙트럼("Coronation" rock, 2012년 8월 19일).

광물성 감람석은 지구 전역에서 발견되지만, 가장 많은 농도는 노아키아 시대의 암석이 있는 지역인 닐리 포사에 있다.감람석이 풍부한 또 다른 산지는 마리네리스 협곡(사진)[24]의 동쪽 협곡인 갠지스 차즈마에 있다.올리빈은 액체 상태의 물이 있으면 빠르게 점토 광물로 변한다.따라서, 올리빈 암석의 돌출부가 큰 지역은 암석이 [10]형성된 이후 액체 상태의 물이 풍부하지 않았음을 나타냅니다.

화약광물 또한 지표면에 널리 퍼져있다.저칼슘(정규석)과 고칼슘(클리노석) 피록센이 모두 존재하며, 젊은 화산 보호막과 관련된 고칼슘 품종과 저칼슘 형태(엔스타타이트)는 오래된 고지 지형에서 더 흔하다.엔스타타이트가 고칼슘 사촌보다 더 높은 온도에서 녹기 때문에, 일부 연구원들은 화성의 오래된 마그마가 젊은 [25]마그마보다 더 높은 온도를 가지고 있었다는 것을 보여주는 것이라고 주장해왔다.

1997년과 2006년 사이, 화성 글로벌 서베이어 우주선의 열 방출 분광계(TES)가 이 [26]행성의 전세계 광물 성분을 지도화했다.TES는 화성에서 두 개의 세계적 규모의 화산 단위를 확인했다.Surface Type 1(ST1)은 노키아 시대의 고지대를 특징지으며 변하지 않은 사장암과 크리니코피록센이 풍부한 현무암으로 구성되어 있다.표면 유형 2(ST2)는 이분법 경계 북쪽의 젊은 평야에서 흔히 볼 수 있으며 ST1보다 실리카가 풍부하다.

화성 토양에 대한 첫 번째 X선 회절도 – CheMin 분석 결과 장석, 화석, 감람석 등이 발견되었습니다("Rocknest"의 큐리오시티 탐사선,[23] 2012년 10월 17일).

ST2의 라바는 안데스산염 또는 현무암 안데스산염으로 해석되어 왔으며, 북쪽 평원의 라바는 화학적으로 [27]진화하고 휘발성이 풍부한 마그마에서 유래했음을 나타냅니다.(화성분화 및 프랙셔널 결정화 참조)그러나 다른 연구자들은 ST2가 물이나 얼음이 포함된 [28]물질과의 상호작용을 통해 형성된 실리카 유리나 다른 2차 광물로 된 얇은 코팅으로 풍화된 현무암을 나타낸다고 제안했다.

"Yellowknife Bay" 암석의 구성 – 암맥은 "Portage" 토양보다 칼슘과 황 함량이 높습니다 – APXS 결과 – 큐리오시티 탐사선(2013년 3월)

진정한 중간암과 장석암은 화성에 존재하지만, 노출은 드물다.화성 오디세이 우주선의 TES와 열방출 이미징 시스템(THEMIS)은 시르티스 메이저와 안토니아디 분화구의 남서쪽 가장자리 근처에서 높은 실리카 암석을 확인했다.이 암석들은 석영이 풍부한 데이카이트와 화강암을 닮은 스펙트럼을 가지고 있으며, 화성 지각의 적어도 일부에는 지구와 [29]유사한 화성암들이 있을 수 있다는 것을 암시한다.몇몇 지구물리학적 증거들은 화성 지각의 대부분이 실제로 현무암 안데스암이나 안데스암으로 구성되었을 수도 있다는 것을 암시한다.안데스산 지각은 표면 구성을 지배하지만 부피적으로는 작은 [4]현무암 라바에 의해 가려집니다.

Spirit Rover가 구세브 분화구에서 연구한 암석은 여러 가지 방법으로 분류할 수 있다.광물질의 양과 종류는 암석을 원시 현무암으로 만듭니다 - 또한 피크라이트 현무암이라고도 합니다.그 암석들은 현무암 코마티이트라고 불리는 고대 육지 암석과 유사하다.평원의 바위는 또한 화성에서 온 운석인 현무암 샤르고타이트와 유사하다.한 분류 체계는 알칼리 원소의 양을 그래프상의 실리카의 양과 비교한다. 이 분류 체계에서 구세프 평원 암석은 현무암, 피크로바솔트, 테프라이트의 접합부 근처에 있다.어바인-바게르 분류는 그들을 [30]현무암이라고 부른다.

Curiosity rover – "Sheeped" 진흙돌(왼쪽 아래) 및 주변(2013년 2월 14일) 그림

2013년 3월 18일, NASA는 "틴티나" 암석과 "수성 황산칼슘" 암석의 부서진 파편뿐만 아니라 "노르" 암석과 "베르니케"[31][32][33] 암석과 같은 다른 암석의 정맥과 결절도 포함한 여러 암석 샘플에서 광물 수화물 탐사선(아마도 수성칼슘)의 기기로부터의 증거를 보고했다.이 탐사선의 DAN 계측기를 사용하여 분석한 결과, Glenelg 지형의 [31]Bradbury Landing 사이트에서 옐로우나이프 베이 지역까지 탐사선이 이동하는 과정에서 지하수가 최대 60%(2.0ft)까지 내려갔다는 증거가 제시되었습니다.

화성에서 바람에 날려온 모래에 의한 스카프 퇴각(2013년 12월 9일 옐로나이프 만).

9월은 2013년부터 잡지 과학 연구자들이 있으며, 알칼리성(>15%의 하석 규범적) 다른 알려진 화성의 화성암에서 다른 락은 다른 종류의(바위)," 이것은 첫번째 바위는 호기심이 탐사 로봇에 알파 입자 X- 선 분광기 악기로 분석한"Jake는 M"또는"제이크 Matijevic라고 불리는 묘사했다. 그리고.비교적 세분화되어 있습니다.제이크 M은 육지 머기어라이트와 유사하며, 일반적으로 해양 섬과 대륙 지류에서 볼 수 있는 암석 종류이다.제이크 M의 발견은 알칼리 마그마가 지구보다 화성에서 더 흔할 수 있고 큐리오시티가 훨씬 더 분화된 알칼리성 [34]암석을 만날 수 있다는 것을 의미할지도 모른다.

"John Klein" 흙돌에 구멍을 뚫은 구멍(1.6cm 또는 0.63인치).
"컴벌랜드" 토석의 스펙트럼 분석(SAM).
진흙의 점토 광물 구조.
큐리오시티 탐사선이 화성의 옐로나이프 만(2013년 5월) 근처의 진흙 돌을 조사합니다.

2013년 12월 9일, NASA의 연구원들은 과학 저널의 6개 기사에서 큐리오시티 탐사선으로부터 많은 새로운 발견을 설명했습니다.오염으로 [35][36]설명할 수 없는 유기물이 발견되었습니다.비록 유기 탄소가 화성에서 온 것일지라도,[37][38][39] 그것은 모두 지구에 떨어진 먼지와 운석에 의해 설명될 수 있다.큐리오시티의 화성시료분석(SAM) 기기 패키지에서는 탄소 대부분이 비교적 낮은 온도에서 방출되었기 때문에 시료의 탄산염에서 나온 것은 아닐 것이다.탄소는 유기체로부터 나온 것일 수 있지만, 이것은 증명되지 않았다.이 유기물이 함유된 물질은 옐로나이프만이라는 곳에서 "양털흙돌"이라는 바위에 5cm 깊이로 구멍을 뚫어 얻은 것이다.그 샘플들의 이름은 존 클라인과 컴벌랜드였다.미생물은 "먹는 바위"[40]를 의미하는 화학석영양증이라고 불리는 과정에서 광물 사이의 화학적 불균형으로부터 에너지를 얻음으로써 화성에서 살고 있을 수 있다.그러나 이 과정에서는 매우 적은 양의 탄소만이 관련되는데, 이는 옐로나이프 [41][42]만에서 발견된 것보다 훨씬 적은 양이다.

과학자들은 SAM의 질량 분석기를 사용하여 우주선이 바위를 통과할 때 생성되는 헬륨, 네온, 아르곤의 동위원소를 측정했다.이 동위원소들이 더 적게 발견될수록, 암석은 더 최근에 표면 근처에 노출되었다.큐리오시티에 의해 시추된 40억 년 된 호수 바닥 바위는 3천만 년에서 1억 1천만 년 전 사이에 바람에 의해 발견되었고 그 바람에 2미터의 바위가 모래바람에 의해 파괴되었다.다음으로, 그들은 돌출된 돌출된 [43]돌출부 근처에 구멍을 뚫어 수천만 년 더 젊은 터를 찾기를 희망하고 있습니다.

현재의 태양 극대기 동안 최대 300일 동안 화성 표면의 은하 우주선과 태양 에너지 입자의 흡수 선량 및 선량 당량을 측정했다.이러한 측정은 화성 표면에서의 인간의 임무에 필요하며, 현존하는 생명체 또는 과거 생명체의 미생물 생존 시간을 제공하고, 잠재적인 유기 생물 시그니처를 얼마나 오래 보존할 수 있는지를 결정하기 위해 필요합니다.이 연구는 가능한 생체 [44]분자에 접근하기 위해 몇 미터 드릴이 필요하다고 추정합니다.방사선 평가 검출기(RAD)에 의해 측정된 실제 흡수 선량은 표면에서 76 mGy/yr이다.이러한 측정을 바탕으로, 현재 태양 주기의 화성 표면에서 180일(편도) 순항하고 500일 동안 왕복하는 화성 표면 미션의 경우, 우주비행사는 총 미션 용량 1.01 시버트에 상당하는 것에 노출될 것이다.1시버트 노출은 치명적인 암에 걸릴 위험의 5퍼센트 증가와 관련이 있다.나사는 현재 지구 저궤도에서 활동하는 우주 비행사들의 위험 증가를 위한 수명 제한은 3퍼센트이다.[45]화성 토양 [44]약 3미터에서 은하 우주선의 최대 차폐를 얻을 수 있습니다.

조사된 샘플은 아마도 수백만 년에서 수천만 년 동안 살아있는 유기체가 서식했을 수 있는 진흙이었을 것이다.이 습한 환경은 중성 pH, 낮은 염도, 그리고 철과 [37][46][47][48]유황의 다양한 산화환원 상태를 가지고 있었다.이런 종류의 철분과 유황은 살아있는 [49]유기체에 의해 사용되었을 수 있다.C, H, O, S, N, P를 주요 생체원소로 직접 측정했으며, 추론에 따르면 [40][42]P도 존재했을 것으로 추정된다.두 표본인 John Klein과 Cumberland는 현무암 광물, Ca-황산염, Fe-황화물/히드록사이드, Fe-황화물, 비정질 물질, 그리고 3옥타면체 스멕타이트(점토의 일종)를 포함하고 있습니다.갯돌에 있는 현무암 광물은 근처의 애올리안데포싯 광물과 유사하다.그러나 이 진흙석은 Fe-포르스터라이트와 마그네타이트가 훨씬 적기 때문에 Fe-포르스터라이트(올리브린의 일종)가 스멕타이트([50]점토의 일종)와 마그네타이트를 형성하도록 변형되었을 가능성이 있다.후기 노키아인/초기 헤스페리아인 또는 그보다 어린 연령은 화성의 점토 광물 형성이 노키아인 시간을 넘어 연장되었음을 나타냅니다. 따라서 이 위치에서는 중성 pH가 이전에 [46]생각했던 것보다 더 오래 지속되었습니다.

먼지 및 토양

주요 기사: 화성의 토양
"Rocknest"(2012년 10월 7일)에서 Curiosity Rover 스쿠퍼를 모래 하중을 이동시킬 때 처음 사용.
화성 토양 비교 – 큐리오시티 로버, 오퍼튜니티 로버, Spirit 로버의 샘플(2012년 [51][52]12월 3일).

화성 표면의 대부분은 탈쿰 파우더처럼 미세한 먼지로 깊이 덮여 있다.먼지의 전지구적 우세는 기초 암석을 흐리게 하고, 1차 광물의 분광학적 식별을 행성의 많은 영역에서 궤도에서 불가능하게 만듭니다.먼지의 적색/주황색 외관은 산화철(III)과23 산화철(III)-수산화물 광물 괴타이트에 [53]의해 발생합니다.

화성탐사탐사로버는 마그네타이트가 먼지를 자성체로 만드는 원인이라는 것을 밝혀냈다.티타늄도 [54]들어있을 거예요

지구 먼지 덮개와 바람에 날려온 다른 퇴적물의 존재는 화성 표면 전체에 걸쳐 토양 구성을 현저하게 균일하게 만들었다.1976년 바이킹 착륙선의 토양 샘플을 분석한 결과, 토양이 잘게 부서진 현무암 파편들로 이루어져 있으며, 아마도 화산 가스 [55]방출에서 파생된 황과 염소로 매우 농축되어 있는 것으로 나타났습니다.

이차(변형) 광물

열수변화와 일차 현무암 광물의 풍화를 통해 생성된 광물도 화성에서 발견된다.2차 광물은 헤마이트, 필로규산염(점토광물), 괴타이트, 자로사이트, 황산철광물, 오팔린실리카, 석고를 포함한다.이러한 2차 광물의 대부분은 액체 상태의 물(수성 광물)을 필요로 한다.

오팔린 실리카와 황산철 광물은 산성(낮은 pH) 용액에서 형성됩니다.황산염은 주벤테 차즈마, 이스 차즈마, 멜라스 차즈마, 칸도르 차즈마, 갠지스 차즈마 등 다양한 곳에서 발견되고 있다.이 유적지들은 모두 한때 풍부한 물이 [56]존재했음을 보여주는 자갈 지형들을 포함하고 있다.Spirit rover는 [57][58]Columbia Hills에서 황산염과 괴석을 발견했다.

검출된 미네랄 등급 중 일부는 생명체에 적합한 환경(즉, 충분한 수분과 적절한 pH)에서 형성되었을 수 있습니다.미네랄 스멕타이트(필로규산염)는 거의 중성적인 물에서 형성된다.필로규산염과 탄산염은 유기물 보존에 좋기 때문에 전생에 [59][60]대한 증거를 포함할 수 있다.황산염 퇴적물은 화학 및 형태학적 화석을 보존하고 미생물의 화석은 헤마이트와 [61]같은 산화철에서 형성된다.오팔린 실리카의 존재는 생명을 유지할 수 있는 열수 환경을 가리키고 있다.실리카는 또한 [62]미생물의 증거를 보존하는 데 탁월하다.

퇴적암

빅토리아 분화구 안에 사암을 교차 배치했습니다.
탄산염이 발견된 장소를 나타내는 원이 있는 호이겐스 분화구.이 퇴적물은 화성의 표면에 풍부한 액체 물이 존재했던 때를 의미할 수 있다.축척봉의 길이는 250km(160mi)입니다.

화성에는 층상 퇴적물이 널리 분포되어 있다.이러한 퇴적물은 퇴적암과 잘 불포화되거나 고화되지 않은 퇴적물로 구성되어 있을 것이다.두꺼운 퇴적물은 아라비아와 메리디안 평원(예를 들어 헨리 크레이터 참조)에 있는 마리네리스 계곡의 여러 협곡 안쪽에서 발생하며, 아마도 북부 저지대(예: Vastitas Borealis Formation)의 퇴적물 대부분을 구성할 것이다.화성 탐사 로봇 오퍼튜니티가 교차층(주로 풍류) 사암(번스[63] 층)이 있는 지역에 착륙했습니다.에베르스발데 크레이터와 다른 곳에 강변 삼각층 퇴적물이 존재하며, 사진 지질학적 증거에 따르면 남부 고지대의 많은 크레이터와 낮은 곳에 노아키아 시대의 호수 퇴적물이 포함되어 있습니다.

화성에서 탄산염의 가능성은 우주 생물학자들과 지구 화학자들 모두에게 큰 관심사였지만, 표면에 상당한 양의 탄산염 퇴적물이 있다는 증거는 거의 없었다.2008년 여름, 2007년 피닉스 화성 착륙선에 대한 TEGA와 WCL 실험에서 3~5 중량%(중량 기준 백분율)의3 석회암과 알칼리성 [64]토양을 발견했다.2010년 Mars Explorer Spirit의 분석 결과 구세프 분화구의 컬럼비아 힐즈에서 마그네슘-철 탄산염(16-34 중량%)이 풍부한 유출물이 발견되었습니다.탄산 마그네슘은 노아키아의 [65]화산 활동과 관련하여 열수 조건 하에서 탄산염 함유 용액에서 거의 중성 pH로 침전되었을 가능성이 높다.

이아피기아 사각형에 위치한 호이겐스 분화구 가장자리의 분화구에서 탄산염(칼슘 또는 철 탄산염)이 발견되었다.Huygens를 만든 충격에서 파낸 림에 대한 충격은 노출 물질에 대한 충격은 Huygens를 만들었습니다.이러한 종류의 탄산염은 물이 많을 때만 형성되기 때문에, 이 광물들은 한때 화성이 풍부한 수분으로 더 두꺼운 이산화탄소 대기를 가지고 있었다는 증거이다.이들은 화성 정찰궤도선에 탑재된 화성용 소형 정찰 이미징 분광기(CRISM)로 발견됐다.앞서 이 장비는 점토 광물을 검출한 바 있다.탄산염은 점토 광물 근처에서 발견되었다.이 두 가지 미네랄은 모두 습한 환경에서 형성된다.수십억 년 전 화성은 훨씬 따뜻하고 습했다고 추정된다.그 당시 탄산염은 물과 이산화탄소가 풍부한 대기에서 생성되었을 것이다.나중에 탄산염의 침전물이 묻혔을 것이다.이중의 충격으로 이제 광물이 노출되었다.지구는 [66]석회암 형태의 거대한 탄산염 퇴적물을 가지고 있다.

Spirit Rover가 Aeolis 사각형에서 발견

구세프 평원의 바위는 현무암의 일종이다.감람석, 화석, 사장석, 마그네타이트 등이 함유되어 있으며, 불규칙한 구멍이 있어 화산 현무암처럼 보인다(지질학자들은 소포와 [67][68]버그가 있다고 말한다).평원에 있는 토양의 대부분은 지역 암석의 붕괴에서 비롯되었다.니켈이 꽤 많이 검출된 토양도 있습니다.[69] 아마 운석이었을 것이다.분석에 따르면 이 암석들은 아주 적은 양의 물에 의해 약간 변화된 것으로 나타났다.외부 코팅과 암석 내부의 균열은 수분이 퇴적된 광물, 아마도 브롬 화합물을 암시합니다.모든 암석에는 미세한 먼지 코팅과 하나 이상의 단단한 재료 껍질이 포함되어 있습니다.어떤 유형은 브러시하여 제거할 수 있고, 다른 유형은 RAT([70]Rock Marabilation Tool)로 분쇄해야 합니다.

콜롬비아 언덕에는 다양한 암석이 있는데, 그 중 일부는 물에 의해 변했지만, 그다지 많은 물에 의해 변하지는 않았다.

구세프 크레이터의 먼지는 지구 전체의 먼지와 같다.모든 먼지가 자성을 띠는 것으로 밝혀졌다.게다가 스피릿은 이 자성이 광물 자석, 특히 티타늄 원소를 함유한 자석광에 의해 발생한다는 것을 알아냈다.자석 하나가 모든 먼지를 완전히 우회시킬 수 있었기 때문에 화성의 모든 먼지는 [54]자석으로 생각된다.먼지의 스펙트럼은 타르시스와 아라비아와 같은 밝고 낮은 열 관성 영역의 스펙트럼과 유사했다.두께가 1밀리미터 미만인 얇은 먼지가 모든 표면을 덮고 있다.그 안에 화학적으로 결합된 소량의 물이 들어 있습니다.[71][72]

평원

아디론닥
Adirondacksquare.jpg
Rat post grind.jpg
위: 스피릿의 판캄이 촬영한 아디론댁의 대략적인 진면도.
오른쪽: RAT 연마 후 Adirondack 디지털카메라 이미지(Spirit's Pancam)
피쳐 타입바위
좌표14°36ºS 175°30°E/14.6°S 175.5°E/ -14.6, 175.5좌표: 14°36µS 175°30ºE / 14.6°S 175.5°E / -14.6, 175.5

평원의 암석들을 관찰한 결과, 암석에는 화록센, 감람석, 사장석, 마그네타이트 등이 함유되어 있는 것으로 나타났습니다.이 바위들은 다른 방법으로 분류될 수 있다.광물질의 양과 종류는 암석을 원시 현무암으로 만듭니다 - 또한 피크라이트 현무암이라고도 합니다.그 암석들은 현무암 코마티이트라고 불리는 고대 육지 암석과 유사하다.평원의 바위는 또한 화성에서 온 운석인 현무암 샤르고타이트와 유사하다.한 분류 체계는 알칼리 원소의 양을 그래프상의 실리카의 양과 비교한다. 이 분류 체계에서 구세프 평원 암석은 현무암, 피크로바솔트, 테프라이트의 접합부 근처에 있다.어바인-바게르 분류는 그들을 [30]현무암이라고 부른다.플레인스의 암석은 매우 약간 변화했는데, 아마도 물의 얇은 막에 의해 변화된 이유는 그것들이 더 부드럽고 브롬 화합물일 수 있는 밝은 색의 물질의 정맥과 코팅이나 껍질들을 포함하고 있기 때문일 것이다.소량의 물이 균열에 들어가 광물이 [30][68]된 것으로 생각된다).바위에 코팅이 된 것은 바위가 묻히고 물과 먼지의 얇은 막과 상호작용할 때 일어났을 수 있다.그것들이 바뀌었다는 한 가지 징후는 지구에서 발견된 것과 같은 종류의 암석들에 비해 이 암석들을 분쇄하는 것이 더 쉬웠다는 것이다.

스피릿이 연구한 첫 번째 바위는 애디론닥이었다.그것은 평원에 있는 다른 바위들의 전형적인 것으로 밝혀졌다.

컬럼비아 힐스

과학자들은 콜롬비아 힐즈에서 다양한 종류의 암석을 발견했고, 그들은 그것들을 6개의 다른 범주로 분류했다.6개의 항목은 다음과 같습니다.Adirondack, Clovis, Wishstone, Peace, Watchtower, Backstay 및 Independence.그들은 각 그룹의 유명한 바위의 이름을 따서 붙여졌다.APXS에 의해 측정된 이들의 화학조성은 서로 [73]현저하게 다르다.가장 중요한 것은 콜롬비아 힐스의 모든 암석들이 수성 [74]유체에 의해 다양한 정도의 변화를 보인다는 것이다.이들은 인, 황, 염소 및 브롬 원소로 농축되어 있으며, 모두 수용액으로 운반할 수 있습니다.콜롬비아 힐스의 암석들은 다양한 양의 올리빈과 [75][57]황산염과 함께 현무암 유리를 포함하고 있다.감람의 풍부함은 황산염의 양에 반비례하여 변화한다.물이 올리빈을 파괴하지만 황산염을 생성하는데 도움을 주기 때문에 이것은 정확히 예상된 것이다.

클로비스 그룹은 모스바우어 분광계(MB)가 괴석을 [58]검출했기 때문에 특히 흥미롭다.괴석(Goethite)은 물이 있을 때만 형성되기 때문에 콜롬비아 언덕의 암석에 과거 물이 있었다는 최초의 직접적인 증거가 된다.또한 암석 및 노두의 MB 스펙트럼은 한때 많은 감람석을 [76]포함했을지라도 감람석 존재의 강한 감소를 보였다.올리빈은 물이 있으면 쉽게 분해되기 때문에 물 부족의 표식이다.황산염이 발견되었고, 그것은 형성되기 위해 물이 필요하다.위시스톤에는 많은 양의 사장석, 약간의 감람석, 그리고 황산염이 들어있었다.평화암은 유황과 결합된 물의 강력한 증거를 보여 수화된 황산염이 의심된다.망루급 암석은 감람석이 없기 때문에 물에 의해 변질되었을 수 있다.인디펜던스 클래스는 점토의 징후를 보였다(아마도 몬모릴로나이트는 스멕타이트 그룹의 멤버일 것이다).점토가 형성되려면 꽤 오랜 시간 동안 물에 노출되어야 합니다.콜롬비아 언덕에서 온 파소 로블레스라고 불리는 토양 중 하나는 많은 양의 유황, 인, 칼슘, 철분을 [77]함유하고 있기 때문에 증발 퇴적물일 수 있다.또한, MB는 파소 로블레스 토양에 있는 철의 대부분이 물이 [71]존재한다면+++ 발생할 수 있는 산화, Fe 형태라는 것을 발견했습니다.

6년간의 임무(90일 동안만 지속될 예정이었던 임무) 중반 무렵, 많은 양의 순수한 실리카가 토양에서 발견되었다.실리카는 물의 존재 또는 온천 [78]환경의 물에서 화산 활동에 의해 생성된 산증기와 토양 간의 상호작용에서 발생할 수 있다.

스피릿이 작업을 중단한 후 과학자들은 미니어처 열 방출 분광계, 즉 Mini-TES의 오래된 데이터를 연구하여 많은 양의 탄산염이 함유된 암석의 존재를 확인했는데, 이것은 행성의 지역들이 한때 물을 가지고 있었을 수도 있다는 것을 의미한다.탄산염은 "코만치"[79][80]라고 불리는 바위 덩어리에서 발견되었다.

요약하자면 스피릿은 구세프 평원에서 약간의 풍화현상을 보인 증거를 찾았지만 호수가 있었다는 증거는 찾지 못했다.그러나 콜롬비아 힐즈에서는 적당한 양의 수성 풍화 현상이 있다는 명백한 증거가 있었다.그 증거에는 황산염, 미네랄 고에타이트, 탄산염 등이 포함되어 있었다.구세프 분화구는 오래 전에 호수가 있었을 것으로 믿어지지만, 그 이후로 화성 물질로 덮여 있다.모든 먼지에는 일부 티타늄과 함께 마그네타이트로 확인된 자성 성분이 포함되어 있습니다.게다가, 화성의 모든 것을 덮는 얇은 먼지 코팅은 행성의 모든 부분에서 똑같다.

Margaritifer Syns 사각지대에서 Opportunity Rover 발견

현미경 이미저가 촬영한 이 이미지는 트렌치 벽에 내장된 빛나는 구형 물체를 보여줍니다.
이글 크레이터의 암벽에 있는 블루베리.왼쪽 상단의 병합된 세쌍둥이에 주목하십시오.
Meridiani Planum에서 블루베리가 어떻게 표면 대부분을 덮었는지 보여주는 그림.
바위 '베리볼'

Opportunity Rover는 Meridiani Planum의 토양이 Gusev 분화구 및 Ares Valis의 토양과 매우 유사하다는 것을 알아냈습니다. 그러나 Meridiani의 많은 곳에서는 토양이 둥글고 단단한 회색 구체로 덮여 있으며 "블루베리"[81]로 명명되었습니다.이 블루베리는 거의 전적으로 미네랄 헤마이트로 구성되어 있는 것으로 밝혀졌다.화성 오디세이호가 궤도에서 포착한 스펙트럼 신호는 이 구공들에 의해 생성되었다고 결정되었다.더 많은 연구 후에 블루베리는 [71]물에 의해 땅속에 형성된 응고물이라는 것이 밝혀졌다.시간이 흐르면서, 이 콘크리트들은 암석 위에 있는 것들로부터 풍화되었고, 그 후 지표면에 시차 퇴적물로 농축되었다.암반 속의 구상체 농도는 1미터 정도의 [82][83]바위의 풍화로부터 관찰된 블루베리 덮개를 만들어 낼 수 있었다.대부분의 토양은 지역 바위에서 나오지 않은 감람석 현무암 모래로 이루어져 있었다.모래는 다른 [84]곳에서 옮겨졌을지도 모른다.

먼지 속 미네랄

뫼스바우어 분광기는 오퍼튜니티의 포획 자석에 쌓인 먼지로 만들어졌다.그 결과 먼지의 자석 성분이 한때 생각되었던 것처럼 단순한 자석이 아닌 티탄 자석인 것으로 나타났다.또한 소량의 올리빈도 검출되었는데 이는 행성의 오랜 건조 기간을 나타내는 것으로 해석되었다.반면에, 적은 양의 적철광이 존재했다는 것은 행성의 [85]초기 역사에서 단기간 동안 액체 상태의 물이 존재했을 수도 있다는 것을 의미했다.RAT(Rock Maraboration Tool)는 암반 속으로 쉽게 갈 수 있다는 것을 알았기 때문에, 암반은 구세프 분화구의 암반보다 훨씬 더 부드러울 것으로 생각된다.

암반 광물

Opportunity가 착륙한 표면에는 암석이 거의 보이지 않았지만,[86] 크레이터에 노출된 암석은 Rover의 계기 제품군을 통해 조사되었습니다.암반암은 칼슘과 황산마그네슘 형태로 유황 농도가 높은 퇴적암으로 밝혀졌다.베드록에 존재할 수 있는 황산염은 키세라이트, 황산무수물, 바산나이트, 헥사히드라이트, 엡소마이트, 석고 등이다.할로겐산염, 비쇼파이트, 남극산염, 블로다이트, 반토파이트, 글라우버라이트 등의 소금도 [87][88]존재할 수 있다.

홈스테이크 편대

황산염이 함유된 암석은 고립된 암석과 화성의 다른 장소에서 착륙선/로버들이 관찰한 암석에 비해 밝은 색조를 보였다.수산화황산염이 함유된 이 가벼운 톤의 암석의 스펙트럼은 화성 글로벌 서베이어에 탑재된 열 방출 분광계가 측정한 스펙트럼과 유사했다.동일한 스펙트럼이 넓은 지역에 걸쳐 발견되기 때문에 한때 Opportunity Rover가 [89]탐사한 지역뿐만 아니라 넓은 지역에 걸쳐 물이 존재했던 것으로 추정됩니다.

알파 입자 X선 분광계(APXS)는 암석에서 다소 높은 수준의 인을 발견했다.아레스 발리스와 구세프 크레이터의 다른 탐사선들에 의해 비슷한 높은 수위가 발견되었기 때문에 화성의 맨틀에는 인이 [90]풍부할 수 있다는 가설이 제기되어 왔다.암석 속의 미네랄은 현무암의 산성 풍화 작용에 의해 생겨난 것일 수 있다.인의 용해성은 우라늄, 토륨, 희토류 원소들의 용해성과 관련이 있기 때문에,[91] 그것들은 모두 암석에서도 농축될 것으로 예상된다.

오퍼튜니티 탐사선이 엔데버 분화구 가장자리로 이동했을 때, 그것은 곧 순수한 [92][93]석고로 판명된 하얀 광맥을 발견했다.그것은 석고를 용액으로 운반하는 물이 바위 틈에 광물을 침전시키면서 형성되었다."홈스테크"라고 불리는 이 정맥의 사진은 아래에 나와 있습니다.

물의 증거

주요 기사:화성의 물
록 '라스트 찬스'의 크로스 베딩 기능.
바위 내부의 빈 공간 또는 "빈 공간"
히트 실드 바위는 다른 행성에서 발견된 최초의 운석이었다.
방열판, 바로 위 왼쪽에 방열판 바위가 배경에 있습니다.

2004년 메리디안 암석을 조사한 결과, 물 속에서만 형성되는 미네랄 자라이트를 검출함으로써 과거 물에 대한 강력한 현장 증거를 최초로 보여주었습니다.이 발견은 한때 Meridiani Planum에 [94]물이 존재했다는 것을 증명했다.또한, 일부 암석은 부드럽게 흐르는 물에 [95]의해서만 만들어진 모양의 작은 적층(층)을 보였다.이러한 첫 번째 적층체는 "델스"라고 불리는 바위에서 발견되었다.지질학자들은 교차 계층화가 물밑의 [88]잔물결로 운반된 페스툰 기하학을 보여준다고 말할 것이다.왼쪽에는 크로스 베딩이라고도 불리는 크로스 스트레이팅 그림이 표시되어 있습니다.

일부 암석에 있는 상자 모양의 구멍은 황산염이 큰 결정을 형성하면서 생겨났으며, 나중에 결정이 용해되었을 때, 버그라고 불리는 구멍들이 [95]남겨졌다.암석에서 브롬 원소의 농도는 매우 용해성이 높기 때문에 변동성이 매우 컸다.물이 증발하기 전의 장소에 응축되어 있었을 가능성이 있습니다.용해성이 높은 브롬 화합물을 농축하는 또 다른 메커니즘은 밤에 물의 얇은 막을 형성하여 특정 [81]지점에 브롬을 농축하는 것입니다.

충격으로 인한 흔들림

모래 평원에서 발견된 바운스 바위 중 하나는 충돌 분화구에서 분출된 것으로 밝혀졌다.그것의 화학작용은 침대록과 달랐다.대부분 화약석과 사장석을 포함하고 감람석이 없는 그것은 화성에서 온 것으로 알려진 운석인 EETA 79001의 일부인 암석 B와 매우 흡사했다.바운스 록은 에어백 바운스 [82]마크 근처에 있기 때문에 그 이름을 얻었다.

운석

오퍼튜니티 로버가 평원에 있는 운석을 발견했다.오퍼튜니티의 기구로 분석한 첫 번째 것은 오퍼튜니티의 히트실드가 떨어진 곳 근처에서 발견되었기 때문에 "히트실드 록"이라고 불렸다.소형 열방출 분광계(Mini-TES), 모스바우어 분광계, APXS 수석연구원으로 조사 결과 IAB 운석으로 분류됐다.APXS는 그것이 93%의 철과 7%의 니켈로 구성되어 있다고 판단했습니다."그림 나무 바버톤"이라는 이름의 자갈은 돌 또는 돌-철 운석(메소시데라이트 규산염)[96]으로 생각되며 "알란 힐스"와 "중산"은 철 운석일 수 있습니다.

지질사

현장에서의 관찰을 통해 과학자들은 이 지역이 여러 차례 물에 잠겼으며 증발과 [82]건조의 영향을 받았다고 믿게 되었다.그 과정에서 황산염이 침착되었다.황산염이 퇴적물을 굳힌 후 지하수로부터의 침전에 의해 헤마이트 응결물이 성장하였다.일부 황산염은 큰 결정으로 형성되었고 나중에 녹아서 버그를 남겼습니다.몇 가지 증거가 지난 10억 년 정도 동안 건조한 기후를 가리키지만, 적어도 한 [97]때는 먼 옛날에는 물을 지탱하는 기후를 가리키고 있다.

Curiosity Rover가 Aeolis 사각형에서 발견

주요 기사:화성 과학 연구소 연대표

큐리오시티 탐사선은 게일 크레이터에 있는 아이올리스 몬스("마운트 샤프") 근처의 아이올리스 팔러스 표면에서 특별한 관심을 가진 바위와 마주쳤다.2012년 가을, 브래드베리 랜딩에서 글레넬그 인트로 가는 길에 연구된 암석에는 "코로네이션" 암석(2012년 8월 19일), "제이크 마티예빅" 암석(2012년 9월 19일), "배서스트 인렛" 암석(2012년 9월 30일)이 포함되었다.

고대 물의 증거

주요 기사:화성의 물

2012년 9월 27일, NASA 과학자들은 큐리오시티 탐사선이 [1][2][3]화성에 물이 "활발한 흐름"을 암시하는 고대 하천층의 증거를 발견했다고 발표했다.

화성에 물이[1][2][3] 있다는 증거
큐리오시티 탐사선 착륙 타원과 착륙 지점 근처에 있는 피스 밸리스 및 관련 충적 팬(+ 표시).
"Hottah" 암석 돌출부 – 큐리오시티 탐사선이 본 고대 하천층(2012년 9월 14일)(3D 버전)입니다.
화성에 있는 "링크" 암석은 육지의 강변 대기업과 비교해 볼 때 물이 "활발하게" 흐르는 것을 암시한다.
Glenelg로 가는 길(2012년 9월 26일).

2012년 12월 3일, NASA는 큐리오시티가 화성 [51][52]토양에 물 분자, 유황, 염소의 존재를 밝혀내면서 처음으로 광범위한 토양 분석을 수행했다고 보고했다.2013년 12월 9일, NASA는 아이올리스 팔루스를 연구하는 큐리오시티 탐사선의 증거에 근거하여, 게일 크레이터에는 미생물이 [98][99]살기에 쾌적한 환경이 될 수 있는 고대 담수 호수가 포함되어 있다고 보고했다.

고대 거주 가능성의 증거

주요 기사: Life on Mars

2013년 3월, NASA는 게일 크레이터의 옐로나이프 만에 있는 화성 암석 "존 클라인"의 첫 번째 시료를 분석한 후 게일 크레이터의 지구 화학적 조건이 한때 미생물에 적합했다는 증거를 발견했다고 보고했다.탐사선은 물, 이산화탄소, 산소, 이산화황, [100][101][102]황화수소를 검출했다.클로로메탄과 디클로로메탄도 검출됐다.관련 테스트에서 스멕타이트 점토 [100][101][102][103][104]광물의 존재와 일치하는 결과를 발견했습니다.

큐리오시티 로버 – 화학 분석
(2013년 [100][101][102]2월 27일 옐로나이프만의 "John Klein" 암석 시료 채취)
Mars에서의 샘플 분석(SAM)
가스 크로마토그래프 질량 분석계(GCMS)
화학 및 광물학 기구(CheMin)

유기물의 검출

다음 항목도 참조하십시오.화성의 대기 methane 메탄

2014년 12월 16일, NASA는 큐리오시티 탐사선이 화성 대기의 메탄 양에서 "10배 급상승"을 감지했다고 보고했다."20개월 동안 12번" 채취한 표본 측정 결과 2013년 말과 2014년 초에 "대기 중 메탄 10억분의 7"이 평균 증가했습니다.그 전과 후의 판독치는 평균 그 [20][21]레벨의 10분의 1 정도였습니다.

화성 대기 중 메탄 측정값
큐리오시티 로버(2012년 8월~2014년 9월)에 의해 제작되었습니다.
화성의 메탄(CH4) – 잠재적 발생원 및 흡수원.

또한 큐리오시티 [20][21]탐사선이 분석한 "컴벌랜드"라는 암석 중 하나에서 시추된 분말에서 높은 수준의 유기 화학 물질, 특히 클로로벤젠이 검출되었습니다.

화성 암석 내 유기물 비교 – 클로로벤젠 수치는 "컴벌랜드" 암석 표본에서 훨씬 더 높았다.
"컴벌랜드" 암석 샘플에서 유기물 검출.
'컴벌랜드' 암석의 스펙트럼 분석(SAM).

이미지들

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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