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태양계 이야기 447 - 명왕성의 얼음 화산




(명왕성의 라이트 산. The informally named feature Wright Mons, located south of Sputnik Planum on Pluto, is an unusual feature that's about 100 miles (160 kilometers) wide and 13,000 feet (4 kilometers) high.
NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute)


 뉴호라이즌스가 명왕성에 도달한 후 4개월이 지난 지금 과학자들은 하나씩 들어오는 데이터들을 분석하고 있습니다. 그리고 최근 명왕성의 표면에 거대한 얼음화산이 적어도 2개 이상 존재한다는 증거를 발견했습니다. 


 과학자들은 처음 명왕성 표면에서 독특하게 생긴 산을 발견했을 때 이것이 화산일 가능성이 높다고 생각했습니다. 나사 에임즈 연구소의 올리버 화이트(Oliver White, New Horizons postdoctoral researcher at NASA's Ames Research Center in Moffett Field, California.)는 이렇게 수킬로미터 높이로 넓게 퍼진 산은 지구에서는 화산을 의미한다고 설명했습니다. 


 일반적으로 생각했을 때 만약 운석 충돌로 생긴 분화구와 산이라면 방패를 덮어놓은 것 같은 순상화산 형태를 이루지는 않습니다. 대신 움직임이 큰 용암이 흘러나와 산을 형성했다고 생각하면 이런 완만한 경사의 거대한 산을 형성된 이유를 설명하기 쉬워집니다. 다만 다른 가능성도 배제할 필요는 있기 때문에 실제로 얼음 화산인지 여부는 앞으로 더 많은 연구와 논의가 필요할 것 같습니다.




 (라이트 산과 피카드 산의 지형도. Scientists using New Horizons images of Pluto's surface to make 3-D topographic maps have discovered that two of Pluto’s mountains, informally named Wright Mons and Piccard Mons, could possibly be ice volcanoes. Click for hi-res version.
NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute )


 나사의 과학자들은 뉴호라이즌스호가 보내온 데이터를 3D 입체 지형으로 만들어 비공식적으로 라이트 산(Wright Mons)과 피카드 산(Piccard Mons)이라고 명명된 두 개의 거대한 산의 구조를 분석했습니다. 그 결과 이 지형은 점성이 낮고 속도가 빠른 용암이 흘러나와 형성된 화산이라고 설명하면 생성 원인을 쉽게 설명가능했습니다. 


 물론 얼음 세상인 명왕성에서 화산이란 얼음 화산 (cryo volcanism)을 의미합니다. 이 얼음은 물, 암모니아, 메탄, 질소 등이 혼합된 것으로 끓는점이 낮은 메탄과 질소는 명왕성의 얼음 용암에서 폭발성이 강한 휘발성 성분의 역할을 할 것입니다. 이는 지구와 비교하면 꽤 흥미로운 주제이지만, 현재 활화산에 해당하는 얼음 화산이 없어 직접적인 증명은 어렵습니다. 


 나사의 과학자들은 동시에 명왕성의 표면이 1000만년 이내의 매우 젊은 지형들을 포함하고 있다는 사실도 밝혀냈습니다. 명왕성의 크레이터 분포는 분명하게 이사실을 보여주고 있습니다. 크레이터가 전혀 없는 새로운 지형은 명왕성 면적의 상당 부분을 차지합니다. 


 얼음 용암을 비롯해서 명왕성 표면에 형성된 빙하에 의해 지형이 계속 새롭게 변하는 이유는 아직 확실치 않습니다. 절대 영도에 가까운 차가운 천체에 지구처럼 역동적인 지질활동이 생긴다는 것은 상당히 의외인데, 아마도 카론과의 중력 상호 작용이 영향을 미치는 것 같습니다. 물론 정확한 이유는 아직 확실치 않습니다.  




(명왕성 표면의 크레이터 분포  Locations of more than 1,000 craters mapped on Pluto by NASA’s New Horizons mission indicate a wide range of surface ages, which likely means Pluto has been geologically active throughout its history. Credit: NASA/JHUAPL/SwRI)


 그런데 명왕성의 전체가 아니라 일부만 지질학적으로 활발한 이유는 또 무엇일까요? 이런 질문을 비롯해서 명왕성의 놀라운 지질학적 특징은 수많은 질문들을 낳고 있습니다. 


 진짜로 명왕성에 있는 거대한 산들이 얼음화산인지, 그리고 이 지질학적 현상의 원동력은 무엇인지, 그리고 명왕성 아래에는 바다 같은 액체 상태의 물이 있는지 여부 등 여러 가지 질문들이 해결을 기다리고 있습니다. 


 뉴호라이즌스호는 명왕성에 잠시 왔다갔지만, 그 과학적 성과는 결코 작지 않은 것 같습니다.    ​
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