화성(Mars, 火星)은 태양계의 4번째 행성이고, 지구형 행성이다. 붉은색을 띠기 때문에 동양에서는 불을 뜻하는 화(火)를 써서 화성이라 부르고, 서양에서는 전쟁의 신인 마르스의 이름을 따서 Mars라 한다. 영어에서 3월을 뜻하는 March도 여기에서 유래되었다. 지구와의 거리는 7,800만 km이고, 화성의 지름은 지구의 1/2, 하루는 지구보다 37분 22초 길다.
1965년에 매리너 4호가 화성을 처음으로 근접 비행하기 전까지 과학자들은 화성에 물이 존재하리라고 기대했다. 그러한 기대의 근거는 화성의 극지방에서 밝고 어두운 무늬가 주기적으로 변화한다는 사실때문이었다. 1950년대 이후의 탐사선에 의한 관측으로 화성에는 운하가 존재하지 않았음을 밝혔다.
물과 생명체의 발견에 대한 기대로 많은 탐사선들이 화성에 보내졌다. 화성에서 다량의 얼음이 발견되었고, 생명체가 존재할 가능성이 제기되고 있지만 화성 표면에서 액체 상태의 물은 낮은 대기압때문에 존재할 수 없다는 것이 밝혀졌다. 한편 화성의 극관은 물로 구성되어있고, 이 극관에 존재하는 물은 화성의 표면을 11m의 깊이로 뒤덮기에 충분히 많은 양이 존재한다. 2016년 나사는 화성 표면 안에 얼음이 존재할 것이라고 새로운 발표를 하였다.
화성의 자전 주기와 계절의 변화주기는 지구와 비슷하다. 화성에는 태양계에서 가장 높은 산인 올림푸스 화산이 있고, 가장 큰 계곡인 매리너스 협곡과 극관을 갖고있다. 화성은 밤하늘에 붉은빛을 띠며 맨눈으로 관측할 수 있다. 겉보기 등급은 +1.6~3.0 등급이고, 태양, 달, 금성, 목성 다음으로 가장 밝은 천체이다.
화성의 물리적인 특성
지구와 화성을 비교할때 화성은 붉게 타는 듯한 외형을 갖고 있다. 화성의 표면적은 지구의 1/4이고, 부피는 1/10이다. 화성은 두 개의 작은 위성을 갖고 있다. 대기권은 매우 얇고, 표면의 기압은 7.5 밀리바이다. 화성 표면의 95%는 이산화탄소로 덮여있고, 질소는 3%, 아르곤이 1.6%, 그리고 약간의 산소로 이루어져 있다. 2015년에 NASA에서 발견한 액체 상태의 물이 포함되어 있다.
화성의 지질
궤도선의 관측과 화성 기원의 운석에 대한 분석 결과에 의하면, 화성의 표면은 현무암으로 되어있다. 화성 표면의 일부는 지구의 안산암과 같이 이산화규소가 풍부하다는 증거가 있으나, 이러한 관측은 규산염과 같은 유리의 존재를 통해서 설명될 수도 있기 때문에 결정적이지 않다. 표면의 대부분은 산화설의 먼지로 덮여있다. 화성의 표면에 일시적이나마 물이 존재했다는 결정적인 증거가 있다. 화성 표면에서 발견한 암염, 침철석 같이 물이 존재할 때 생성되는 광물이 발견되었기 때문이다.
비록 화성 자체의 자기장은 없지만, 과거 행성 표면의 일부는 자화된 적이 있음이 관측으로 밝혀졌다. 화성에서 발견된 자화의 흔적(고지자기)은 지구의 해양지각에서 발견된 교대하는 띠 모양의 고지자기와 비교되어 왔다. 1999년에 발표되고 2005년에 마스 글로벌 서베이어로부터 관측 결과의 도움으로 검토된 이론에 따르면, 이들 지자기의 띠들은 과거에 있었던 화성의 판구조 활동의 증거일 수 있다. 극 이동으로도 화성에서 발견된 고지자기를 설명할 수 있다.
화성의 내부는 지구와 마찬가지로 밀도가 낮은 물질로 중첩된 고밀도 금속 중심부로 분화했다. 현재 내부 모델은 반경이 약 1,794 ± 65km(1,115±40mi)인 코어를 의미하며, 주로 유황 16~17%의 철과 니켈로 구성된다. 이 황화철, 황화핵이 지구의 핵보다 가벼운 원소가 두배 더 풍부하다고 추측된다. 중심부는 행성에서 많은 지각과 화산 형상을 형성한 규산염 맨틀에 둘러싸여 있지만, 휴면에 있는 것으로 보인다. 실리콘과 산소 외에 화성의 지각에서 풍부한 원소는 철, 마그네슘, 알루미늄, 칼륨, 칼슘이다. 화성 지각의 두께는 50km이며 최대 두께는 125km이다. 지구의 지각은 평균 40km이다.
노아키안의 시대는 노아키스테라의 이름을 다서 붙여진 이름이다. 화성의 형성으로부터 38~35억 년 전까지의 시대이다. 노아키안 시대의 표면은 많고 거대한 크레이터로 덮여있다. 타르시스 벌지는 이 시대에 형성된 것으로 보인다. 이 시대의 후기에 엄청난 양의 물에 의해 홍수가 있었다고 보인다.
헤스퍼리아 시대는 헤스퍼리안 평원으로 부터 이름이 붙여졌다. 35~18억 년 까지의 시대이다. 헤스퍼리아 시대의 화성에서는 넓은 용암대지가 형성되었다.
아마조니안 시대는 아마조니스 평원의 이름을 따서 붙였다. 18억 년 전부터 현재에 이르는 시대이다. 아마조니안 지역은 크레이터가 거의 없으나 상당한 변화가 있는 지형이다. 올림푸스 화산이 이 시대에 형성되었고, 다른 지역에서 용암류가 형성되었다.
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