밸리 네트워크(Mars)

Valley network (Mars)
바이킹 궤도선이 본 타우마시아 사각형에 있는 분기 계곡 네트워크.시야는 대략 200km이다.

계곡 네트워크는 표면적으로는 지상 하천 유역처럼 보이는 화성에 있는 계곡의 분기망입니다.[1]이들은 주로 화성 남부 고지대의 지형을 절개하여 발견되며, 일반적으로 노아키아 시대(약 40억 년)이다.각각의 계곡은 일반적으로 폭이 5킬로미터 미만이지만, 화성 표면을 가로질러 수백 또는 수천 킬로미터까지 확장될 수 있습니다.

계곡 네트워크의 형태, 분포 및 암묵적인 진화는 화성 표면의 액체 상태의 물의 역사와 그에 따른 화성의 기후 역사에 대해 알려주는 데 매우 중요합니다.일부 저자들은 네트워크의 속성상 고대 [2]화성에서 수문학적 순환이 활성화되었음이 틀림없다고 주장했지만, 이는 여전히 [3]논쟁의 여지가 있다.화성에서 [4]액체 상태의 물을 유지하기에 충분한 온도와 압력이 있었음을 암시하는 화성 고생대 기후 모델의 반복적인 결과에서 주로 반대가 발생한다.

HiRISE, TEMIS 및 Context(CTX) 위성 카메라와 Mars Orbital Laser Altimeter(MOLA) 디지털 지형 모델의 매우 고해상도 지표면 이미지가 등장하면서 지난 10년간 네트워크에 대한 우리의 이해가 크게 향상되었습니다.

형태

TEMIS가 본 와레고 계곡 근처의 계곡 네트워크의 일부. 이미지 길이는 약 50km입니다.

네트워크의 계곡은 일반적으로 좁고(0.5~4km 미만) 깊이가 50~200m이며, 어느 값도 길이에 따라 일정하게 변화하지 않습니다.이들의 단면 형태는 원류에서 V자형에서 하류에서 U자형으로 진화하는 경향이 있다.각각의 계곡은 상호 연결된 분기 네트워크를 형성하며, 일반적으로 길이가 200km 미만이며 국지적으로 낮은 [1]지점까지 배수됩니다.지류 계곡의 형태는 일반적으로 "stubby" 또는 이와 유사한 용어로 설명되는데, 이는 간선 스트림으로부터 짧은 길이와 그 [1][5]머리 부분에 원형 극장 같은 종단을 의미합니다.많은 저자들은 네트워크의 배수 밀도를 일반적으로 지구에서 [6][7][8]볼 수 있는 것보다 훨씬 낮다고 설명했지만, 이것이 이미지 해상도, 경관 저하 또는 관찰자 편견의 아티팩트일 수 있는 정도는 [1][2]문헌에서도 제기되었다.

그러나 최근 이미지에서는 "밸리 네트워크"라는 용어가 다양한 화성 지질 환경에서 다양한 [2]척도에 걸쳐 다양한 계곡 형태를 포함하고 있다는 점도 강조되고 있다.유출 채널보다 작은 규모의 분기 계곡 시스템은 계곡 네트워크라고 불릴 수 있으며, 아마도 다양한 지형학적 형성 과정을 포함할 것이다.몇몇 계곡 네트워크는 화성 지형을 가로질러 2000km 이상 뻗어 있다.일부는 다운스트림의 폭을 변경할 수 있습니다.일부는 일부 지상 값과 [9]일치하는 배수 밀도를 가지고 있다.폭이 좁고 깊이가 낮은 계곡 네트워크가 존재하지만,[1] 규모가 큰 계곡 네트워크보다 더 드물 수 있습니다.

대부분의 계곡 네트워크에서는 후기의 풍류 작용으로 계곡 바닥에 바람이 불어오는 퇴적물이 퇴적되어 계곡을 절단했을 것으로 보이는 수로의 성질을 가리고 있습니다.지구에서 계곡은 바닥이 평평한 움푹 패인 곳인데, 이 움푹 패인 곳을 가로질러 수로를 이동시켜 방류를 운반한다.그러나 화성의 퇴적물 때문에 거의 모든 경우에 계곡 바닥이 개별 수로 구조물을 포함하고 있는지 또는 흐름 이벤트로 완전히 침수되었는지 여부가 불분명하다.나네디 계곡은 채널이 [3]확인된 드문 사례이지만,[10] 새로운 고해상도 이미지는 시간이 지남에 따라 이러한 구조를 계속해서 드러내고 있습니다.이는 문헌에서 "채널 네트워크"가 아닌 "밸리 네트워크"라는 용어가 선호되는 이유를 설명하지만, 일부 연구는 이러한 [2]구조를 해석할 때 둘을 혼동하는 경향이 있다.

배포 및 사용 기간

HiRISE에서 볼 수 있는 캔도르 차즈마 부근의 세밀한 계곡 네트워크(클릭 투 줌).시야는 대략 3.5km이다.계곡이 잘려나간 표면이 다시 침식되고 있는 것 같다.

계곡 네트워크는 화성의 남쪽 고지대에 매우 강하게 집중되어 있다.북반구의 헤스페리아 시대의 용암 평원은 일반적으로 거의 완전히 파괴되지 않았다.그러나, 이러한 일반화에는 상당한 예외들이 있다. 특히 헤스페리아 화산과 젊은 화산들 중 많은 것들이 네트워크를 가지고 있고, 다른 [1]지역들도 있다.이 계곡들은 또한 질적으로 고원지대(예: 나네디 발리스)에 비해 "신선한" 것으로 보이며 덜 타락한 것으로 보인다.

그러나 이보다 더 미세한 규모에서는 현존하는 계곡의 분포가 매우 불규칙하고 불연속적이다.고원 내에서는 계곡과 집수지 스케일 모두에서 거의 완전히 수정되지 않은 표면 바로 옆에 심하게 해부된 경사면을 발견할 수 있다.계곡은 또한 지역적으로 군집되어 있으며, 북서 아라비아와 헬라스의 남서쪽과 남동쪽은 거의 없지만, 테라 치메리아와 적도 바로 남쪽은 20°E에서 180°E까지이다.또한 분화구 가장자리와 같은 가파른 [2]경사면에서도 훨씬 두드러지지만,[1] 이러한 가장자리의 한쪽 면에만 존재할 수 있습니다.

불행히도 일반적으로 개별 유역의 크기가 작고 구성 계곡이 상대적으로 좁기 때문에 기존의 분화구 계수 기법으로 계곡 네트워크를 측정하기가 매우 어렵습니다(불가능하지는[11] 않지만).그 계곡의Noachian-age 남부 고원 지대로 집중과 북부Hesperian 평야에서 그들의 희소성, 사정에 따라 세계적인 화성의 침식률의 감소의 multi-order의 Noachian,[12]의 끝에 독립의 추정과 아마 네트워크의 대부분 이 귀 동안에었음을 나타냈다.사행인터벌.[1]그러나 헤스페리안 표면의 채널은 노아키아 이후 적어도 일부 시간 동안 계곡 형성 과정이 지속되었음을 명확히 보여준다.몇몇 분화구 계수 증거들은 심지어 아마존에 [11]몇몇 고지 네트워크가 형성되었을 수도 있다는 것을 암시한다.

화성 기후 역사에 대한 형성 및 시사점

MGS에 의해 보이는 에베르스발데 삼각주. 현재 반전된 부조로 보이는 컷오프와 함께 굽이치는 곡선을 주목하십시오.

계곡 형성을 위한 메커니즘과 암묵적인 환경은 여전히 논쟁의 여지가 있다.빙하, 질량 낭비, 단층, CO, 바람 및 용암에 의한2 침식과 같은 다양한 과정이 일부 네트워크의 형성 중 어느 시점에 모두 발생했으며, 화성의 일부 지역에서 중요한 역할을 할 수 있다.그러나 대부분의 저자들은 화성에서 널리 알려진 얼음의 분포와 수천 킬로미터의 강물을 [1]거의 독특하게 내려갈 수 있게 하는 액체 물의 물리적 특성(예: 점도)에 기초해 액체 물이 계곡의 대부분을 형성하는데 역할을 했을 것이라는 데 동의한다.일부 네트워크(예: Everswalde 분화구) 하단에서 침식된 델타로 해석되는 채널 특징도 흐르는 물에 의한 형성과 고유하게 관련된다. 예를 들어, 내부적으로 예상되는 것과 매우 가까운 유압 기하학적 구조를 갖는 굽이굽이, 구불구불한 채널이다.지구의 [13]하천에서요.독립적인 증거 라인은 또한 화성 역사상 다양한 시기에 지표면 또는 매우 가까운 곳에 액체 상태의 물이 존재함을 시사한다. 예를 들어, Meridiani Planum에서 증발하고, Columbia Hills에서 암석의 광범위한 수성 변화가 모두 화성 탐사 로봇에 의해 조사되었다.

이외에도 계곡의 공간과 시간에서의 형태와 분포를 설명하기 위해 몇 가지 다른 시나리오가 진행되었습니다.네트워크 형성 시점의 화성의 고지대화에 관한 각각의 암시가 있다.이들 중 일부는 아래에 요약되어 있습니다.지구에서와 같이 화성 표면에서 서로 다른 생성 메커니즘이 서로 다른 시간과 장소에서 작동할 가능성이 있다는 점도 강조할 필요가 있다.

2020년 8월 과학자들은 화성 남부 고지대에 있는 계곡 네트워크가 대부분 자유롭게 흐르는 물의 강이 아닌 빙하 아래에서 형성되었을 수 있다고 보고했는데, 이는 초기 화성이 생각보다 추웠으며 [14][15][16]과거에 광범위한 빙하가 일어났을 가능성이 있다는 것을 보여준다.

1. 평소와 다름없는 영업, 얼음 속 지하수: 춥고 건조한 화성

이 시나리오는 현재 화성에 존재하는 것으로 알려진 조건이나 프로세스와는 다른 조건이나 프로세스에 호소하지 않고 계곡 네트워크의 형성을 설명하려고 한다.모델링에 따르면 지하수의 유출은 현대 조건에서도 표면에서 발생할 수 있지만 매우 빠르게 얼게 된다.하지만, 이 제안 하에, 얼음 덮개는 용암 동굴이 [17]용암 내부의 녹은 용암을 보호하는 것과 같이, 그 아래에 흐르는 물을 장거리 운송(및 그와 관련된 침식)을 가능하게 할 만큼 잘 보호할 수 있다.

계곡은 일반적으로[18] 지하수 세핑과 관련된 많은 특징을 가지고 있다. 예를 들어 원형극장 같은 헤드월, 일정한 계곡 폭, 평탄하거나 U자형 바닥, 가파른 [19]벽 등이다.그러나 이러한 침수를 생성하는 추정 대수층에 대한 충전 메커니즘이 없다면, 예를 들어, 어떤 종류의 수문학적 순환이 없다면, 노키아에 형성된 모든 계곡을 절단하기에 충분한 물이 스며들 가능성은 극히 낮다.그럼에도 불구하고, 이 기본 모델은 헤스페리아와 아마존에서 [1]나중에 형성되는 더 제한된 계곡을 이해하는 데 유용할 수 있습니다.

2. 지하수원, 수문주기: 차갑고 습한 화성

이 모델들은 초기 화성 역사에서 지하수를 제공하는 지하수층이 재충전될 수 있는 메커니즘을 상상함으로써 차갑고 건조한 화성 모델을 확장합니다.따라서 노키아에서는 장기적으로 어떤 종류의 지속적인 물 순환이 필요하지만, 이 물이 액체가 되거나 강수량으로서 떨어지는 것을 명시적으로 요구하지 않는다.이것은 현재의 기후 [4]모델에 따라 화성이 초기 역사에서 따뜻할 필요가 없다는 것을 의미한다.

지구 지하수 순환

빙하의 승화, 남극 만년설로의 수증기 대기 순환, 만년설로의 재침착, 얼음 덩어리의 기초 융해, 그리고 전지구적 규모의 지하수 순환에 의해 대수층이 지질학적 시간 척도로 재충전될 수 있다는 제안이[20] 제기되었다.이 메커니즘은 근본적으로 다른 과거 기후에 대한 추측을 거의 필요로 하지 않으며, 주요 대수층 파괴로서 혼돈 지형의 화성 유출 경로의 기원에 대한 독립적인 이론과 잘 맞아떨어지기 때문에 매력적이다.그러나 이 메커니즘에 의해 공급되는 정수압 헤드는 남극 [21]극관 밑면보다 높은 고도에서 다수의 채널을 공급할 수 없었다.

국소 지하수 순환

관련 모델은 국지적으로 발생한 열이 침입 화산[22] 활동 또는 충격 [23][24]가열에 의해 국지적인 규모의 지하수 침수와 재충전을 일으킬 수 있음을 시사한다.그러나 이 버전은 더 길고 더 큰 계곡 네트워크를 설명하기 위해 고군분투하고 있다 - 물이 열원에서 수백 또는 수천 킬로미터 떨어진 곳으로 흐르면 지면이 다시 얼어서 다시 [1]충전할 수 없게 된다.

3. 전체 활성 수문 주기:따뜻하고 습한 화성

많은 노아치아 계곡 네트워크는 분산 강수에서 비롯되었음을 강하게 나타내는 특징을 가지고 있습니다. 분기된 네트워크, 좁은 산꼭대기에서 시작되는 계곡, V자형 교차 프로파일, 언덕길의 확산 거동입니다.반대로 지형적 증거만을 사용하여 강수 [2]발생원에 대한 강력한 주장을 구축하는 것은 매우 어렵다.강수량은 지하 대수층에 직접적인 재충전 메커니즘을 제공하는데, 지하 대수층은 의심의 여지 없이 존재하며 경우에 따라서는(지구와 같이) 중요하다.이 강수량은 비나 눈으로 인해 발생할 수 있지만(지상에서 녹은 후), 현재 존재하는 것보다 훨씬 더 습하고, 따라서 따뜻하고 두꺼운 대기가 필요하다.더 따뜻하고 습한 노아치안은 암석 풍화율, 노아키아 시대의 분화구 호수, 착륙선 현장의 노아치 지질에 대한 독립적인 관측에 의해서도 지지를 받고 있다.

이 모델의 가장 큰 어려움은 화성의 기후 시뮬레이션이 주로 지구와 비교해 태양과 화성 사이의 거리, 그리고 초기 태양계에서 [4]추정된 더 약한 태양 때문에 따뜻하고 습한 노아키안을 안정적으로 시뮬레이션하는 데 어려움을 겪는다는 것입니다.게다가 기후를 따뜻하게 하기 위한 CO-HO22 온실 대기는 발견되지 않은 광범위한 탄산암 퇴적물을 남겼어야 했다.화성에 널리 퍼져 있는 풍화되지 않은 현무암은 특히 표면이 [25]젖어 있다면 매우 효과적인 탄소 흡수원을 형성해야 하고, 화성 초기 역사에서 계속된 우주로부터의 충격은 모든 대기를 빠르게 [26]제거할 것이기 때문에 그러한 대기를 형성할 수 있는 충분한 기간 동안 지속하는 문제도 존재한다.

이러한 명백한 모순에 대한 해결책에는 화산 활동이나 충돌로 인한 일시적인 가열과 같이 지속적인 CO-HO22 온실이 필요하지 않은 이국적인 메커니즘이 포함될 수 있다.(지질학과 지형학의 잘못된 해석 이외의) 다른 가능성으로는 기후 모델의 물리적 결함 또는 경계 조건, 즉 현재의 이론에서 예측한 것보다 강한 태양, 미량(그러나 강력한) 온실 가스에 대한 결함 가정 또는 CO [1]구름 매개변수화의2 실패가 있다.

그러나, CO와2 함께 추가적인 미량 가스가 이 모순을 해결할 수 있었을 가능성이 있다.Ramirez et al.(2014)[27]는 CO-H22 온실이 계곡 형성에 필요한 동결 온도를 생산할 수 있을 만큼 강하다는 것을 보여주었다.이 CO-H22 온실효과는 Ramirez et al.(2014)[28]에서 처음 입증한 것보다 훨씬 더 효과적이며, 수소 농도와 CO2 압력이 각각 1%[29]와 0.55bar로 낮은 온수 용액이 가능하다.

레퍼런스

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외부 링크