궤도 추적으로 화성 내부 깊숙한 남북 반구 차이 포착

연구진이 16년간의 우주선 추적 자료를 이용해 화성 지하의 행성 규모 비대칭을 감지했다. Nature에 발표된 이번 연구는 화성에 조석 토모그래피를 처음 적용했으며, 대조적인 북반구와 남반구의 지형이 맨틀 내부 1,000킬로미터 이상 깊이까지 이어지는 차이를 반영한다는 점을 시사한다.

화성의 이심률을 가진 궤도와 기울어진 자전축 때문에 태양의 중력은 687일에 이르는 화성의 1년 동안 변화하며 행성을 미세하게 변형시킨다. 연구진은 Mars Global Surveyor, Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter의 전파 추적 자료를 분석해 우주선의 경로를 바꾼 미세한 중력 변화를 분리해냈다. 측정된 반응은 화성이 대칭적이라고 가정했을 때의 예측에서 최대 300% 벗어났다.

이 관측을 바탕으로 한 모델은 남북 반구 사이의 맨틀 강성이 20% 넘게 차이 난다는 것을 보여준다. 더 부드러운 남반구 맨틀은 북반구 평원 아래의 맨틀보다 섭씨 200~400도 더 뜨거울 수 있다. 주목할 점은 모델에서 나타난 지하 경계가 화성 표면의 경계를 따른다는 것이다. 이곳에서는 험준한 남반구 고지대와 더 평탄한 북반구 저지대가 만나며, 지각의 평균 두께는 약 25킬로미터 차이가 난다.

온도 차이에 따른 설명은 여전히 모델에 의존하며, 용융 암석이 연속적인 층을 이루고 있음을 입증하는 것은 아니다. 여러 표면 지점에서 측정하면 이 설명을 검증하는 데 도움이 될 것이다. 가능한 원인으로는 고대 충돌, 맨틀 대류, 더 두꺼운 남반구 지각에 의한 내부 열의 축적 등이 있다.