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2016년 3월 15일 화요일

태양계 이야기 479 - 누가 명왕성의 표면을 한입 먹었을까?




(Credits: NASA/JHUAPL/SwRI)​
 명왕성의 서반구 표면에는 나사의 과학자들이 한 입 베어먹은 흔적(bite mark)라고 부르는 지형이 존재합니다. 크레이터가 있는 평원 지형인 베가 테라(Vega Terra) 옆에는 크레이터가 없는 젊은 지형인 피리 루페스 Piri Rupes 가 존재합니다. 그리고 거의 크레이터가 없는 젋은 평원인 피리 평야(Piri Planitia)가 있습니다.


 이와 같은 독특한 지형은 지구에서라면 물에 의한 침식 작용에 의해서 형성되겠지만, 명왕성에는 액체 상태의 물은 존재하지 않습니다. 대신 명왕성의 추운 기온과 지구의 10만분의 1 수준의 희박한 대기로 인한 승화 작용(고체에서 바로 기체로 되는 것)이 이런 독특한 지형을 형성하는 것으로 보입니다.
 명왕성의 지각은 얼음의 물이 단단하게 얼어서 형성된 것으로 보입니다. 명왕성 표면에서 물이 녹기에는 너무 온도가 낮기 때문이죠. 따라서 물보다 낮은 온도에서 기화되는 메탄과 질소가 지구의 물처럼 표면의 지형을 계속 바꾸고 있습니다. 단 흐르는 대신 기체로 변하거나 고체로 얼어붙으면서 말이죠. 
 표면에 메탄 얼음과 질소 얼음이 승화되거나 반대로 얼어붙으면 표면에는 독특한 새로운 지형이 형성됩니다. 하지만 왜 명왕성의 표면이 이렇게 다양한 모습을 하고 있는지는 아직 잘 모르는 부분이 많습니다. 한 가지 추정가능한 이론은 명왕성의 내부 지질 활동의 결과로 표면에 얼음이 녹은 물과 다른 원소가 분출되면서 다양한 지형을 형성했다는 것이죠.

 피리 평야의 경우 아래 기반암은 물의 얼음이고 그 위에 메탄의 얼음층이 존재하는 것 같습니다. 그리고 메탄이 승화됨에 따라서 검은색의 얼룩이 형성되는데, 그 정도는 위치에 따라 차이가 있어 이렇게 다양한 무늬를 형성하는 것으로 보입니다. 그러나 정확한 이유는 앞으로 연구 대상입니다.
 참고로 사진에서 보이는 지형의 크기는 450 x 410km 정도 크기입니다.
 명왕성의 지형은 볼수록 매우 복잡한 모양을 하고 있는데, 아마도 크기대비 가장 복잡한 표면 지형이 아닐까 생각됩니다. 그 이유에 대해서는 앞으로 수많은 연구가 이뤄질 것으로 보입니다.
 참고

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