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2015년 10월 16일 금요일

태양계 이야기 434 - 달에서 발견된 용암 고원



(Volcanic processes touched off by a massive impact appear to have created Mafic Mound, a strange feature near the moon's south pole. Credit: NASA/Goddard/Arizona State University )​



 과학자들은 과거 달에서 활발한 화산활동이 있었다는 것을 알고 있습니다. 달에 있는 거대한 '바다(마레)' 지형은 용암에 의해 형성된 용암 대지이기 때문입니다. 달의 역사 초기에는 달 역시 내부에 거대한 열이 있었고 지질 활동이 활발했던 것으로 여겨집니다. 그러나 시간이 지나면서 달의 내부가 식었고 현재는 지질학적으로 아주 활발하게 움직이는 천체는 아닙니다. 이를 테면 현재 달에서 활화산은 찾을 수 없습니다.
 하지만 과학자들은 비교적 최근에도 달에서 화산 활동을 비롯한 지질활동의 증거를 찾아냈습니다. 브라운 대학의 다니엘 모리어티(Daniel Moriarty, a Ph.D. student in Brown's Department of Earth, Environmental and Planetary Sciences )와 그의 동료들은 달의 남극에 존재하는 거대 크레이터에 있는 마픽 마운드(Mafic Mound) 역시 화산 활동에 의한 것이라는 증거를 찾아냈습니다.
 마픽 마운드는 높이 800m, 너비 75km에 달하는 지형으로 달의 남극에 있는 아이트켄 분지(Aitken Basin) 에 있습니다. 이 거대한 분지는 너비가 2,500km에 달해 달은 물론 태양계 최대 규모의 크레이터 중 하나입니다.
 달의 역사 초기에 대형 천체와 충돌한 흔적이라고 할 수 있는데, 당시 충돌의 여파로 달의 지각 50km 아래 맨틀층까지 녹아내렸던 것으로 생각됩니다. 이 충돌 이후 크레이터 아래의 지층과 맨틀은 매우 불안정한 상태였을 것입니다.

 브라운 대학의 연구팀은 인도의 ​ Chandrayaan-1 탐사선과 나사의 탐사선이 관측한 이 지역의 상세한 지형도, 미네랄 및 중력 분포 이상 데이터를 분석했습니다.



(A topographic view of the South Pole-Aitken Basin. Reds are high; blues are low. Mafic Mound, (the reddish area in the center) stands 800 meters above the surrounding surface. Credit: NASA/Goddard/MIT/Brown )
 그 결과 이 지형을 설명할 수 있는 가능성 있는 가설은 두 가지였습니다. 첫 번째 가능성은 운석 충돌 직후에 형성된 거대한 마그마가 지표로 분출되면서 형성되었다는 것입니다. 이 고원 지형에는 칼슘이 풍부한 휘석(high-calcium pyroxene) 성분이 많은데 이는 주변의 칼슘 성분이 적은 휘석과는 대조되는 특징입니다. 이는 마그마가 식으면서 결정화가 되었고 동시에 남은 액체 부분이 치약처럼 짜내지면서 분출했다고 이해하면 설명이 가능합니다.
 다른 가능성은 충돌 이후에 크레이터 중앙 부분이 튀어 올랐고, 그 이후 그 주변으로 중력 분포가 낮은 지역에 남은 마그마가 분출해서 이런 지형이 형성되었다는 것입니다. 이는 지형적인 특징을 잘 설명할 수 있습니다.
 어느 쪽이든 운석 충돌과 그로 인한 화산 활동이 달에 용암 고원을 만들었을 가능성이 강력히 의심되고 있습니다. 사실 달의 낮은 지형에는 용암대지가 흔하지만, 이런 식의 용암 고원은 태양계에서 흔히 볼 수 없는 것입니다.
 아무튼 달에 이런 용암 고원 지대가 있다는 것 자체가 흥미로운 사실입니다.   



 참고




 

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