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2015년 9월 12일 토요일

태양계 이야기 420 - 이오에는 마그마의 바다가 있다?


(뉴호라이즌스호가 목성에 플라이바이 했을 때 촬영한 위성 이오의 모습. 거대한 화산 분출이 확인되고 있음. This five-frame sequence of images from the New Horizons spacecraft captures the giant plume from Io's Tvashtar volcano.
Credits: NASA/JHU Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute  )


 이전에도 소개드린 바 있지만, 현재 알려진 태양계 최대의 활화산은 지구가 아니라 목성의 위성인 이오에 있습니다. 목성의 강력한 중력과 다른 위성의 중력에 의한 조석열(tidal heating)이 이오의 내부를 녹이고 용암을 뿜게 만드는 것입니다. 그 거대한 규모에 대해서는 이전에 포스팅한 적이 있습니다.


 태양계 최대의 화산 폭발 :  ​http://blog.naver.com/jjy0501/220084612990


 그런데 이전 갈릴레오 탐사선의 이미지를 분석한 과학자들은 이오의 화산이 예상과는 다른 위치에 있다는 것을 확인했습니다. 이는 만약에 이오의 맨틀이 이전에 생각했던 것과 같이 일부만 녹아있다고 생각하면 설명될 수 없는 현상이었죠. 이오의 맨틀이 부분적으로만 녹아 있다면 그 위에만 화산이 발생할 것이기 때문입니다.




 이 연구를 진행했던 메릴랜드 대학의 로버트 타일러(Robert Tyler of the University of Maryland)에 의하면 이오의 화산 활동은 시뮬레이션이 예측했던 장소에서 동쪽으로 30-60도 정도 벗어나 있었습니다. 연구팀은 이후 이를 어떻게 해석할 수 있는지를 계속 연구했습니다.

 애리조나 대학의 크리스토퍼 해밀튼 (Christopher Hamilton of the University of Arizona)은 가능한 메카니즘으로 점성이 높은 마그마가 주변의 암석층을 녹이고 이동했을 가능성을 제시했습니다. 이오의 내부에는 일종의 마그마의 바다가 있다고 생각할 수 있는데, 이들이 조석력의 차이에 의해 이동하면서 가지고 있는 열과 마찰열로 새로운 마그마의 바다를 만들 수 있습니다. 이를테면 고체 및 유체에 의한 조석 마찰열(solid and fluid tidal activity)이 있다는 것입니다.


(이오의 내부 구조의 모식도. 작은 위성이지만 내부에 액체 내지는 반액체 상태의 맨틀의 존재가 있는 것 같음. Credit : NASA/JPL )


 하지만 현재까지는 이런 마그마의 바다가 실제로 존재하는지, 그리고 맨틀의 크기와 점도 등에 대한 정보는 구할 수 없습니다. 이것을 알아내려면 이오 표면에 착륙선을 보내서 이오의 지진파를 측정해야 하기 때문입니다. 불행히 당분간 그런 탐사 계획은 없습니다.


 아무튼 평균 반지름 1821 km에 불과한 (달보다 약간 큰 정도) 작은 위성이지만, 내부에 마그마의 바다를 지금도 가진 위성이 있다는 것은 그 자체로 매우 흥미로운 일입니다. 언젠가 여기에도 탐사선이 직접 가서 이오의 내부 구조를 알아낼 날이 올 것으로 기대됩니다.


 참고


  



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