(This artist's concept of a lake at the north pole of Saturn's moon Titan illustrates raised rims and rampartlike features such as those seen by NASA's Cassini spacecraft around the moon's Winnipeg Lacus. Credit: NASA/JPL-Caltech)
타이탄은 태양계 위성 가운데 유일하게 액체 상태의 호수와 강이 있는 위성입니다. 비록 위성 전체가 뿌연 안개 같은 탄화수소로 덮혀 있어 표면을 관측하기 어렵지만, 나사의 카시니 탐사선은 레이더를 통해 표면 지형을 상세히 관측하는데 성공했습니다. 그리고 타이탄의 극지방에 있는 크고 작은 호수의 존재를 확인했습니다.
과학자들은 이 호수가 어떻게 생겼는지에 대해서 몇 가지 가설을 가지고 있습니다. 우선 할 수 있는 생각은 지구에서처럼 물에 의한 침식에 위해 강과 호수가 커지는 것입니다. 이탈리아 가브리엘레 단눈치오 대학의 주세펳 미트리 (Giuseppe Mitri of Italy's G. d'Annunzio University)가 이끄는 국제 과학자 팀은 이 가설에 의문을 품고 다른 대안적 가설을 검증했습니다.
침식 이론의 문제점은 중간 크기 호수 가장자리가 경사가 가파른 깊은 웅덩이 형태라는 것입니다. 카시니 레이더 데이터는 침식에 의해 형성된 완만한 지형이 아니라는 점을 보여주고 있습니다. 연구팀은 타이탄이 지금보다 따뜻했던 시기에 내부의 액체 질소가 기화되면서 갑작스럽게 폭발하면서 생긴 폭발 크레이터라는 가설을 주장했습니다. 호수의 가장 자리 형태는 이렇게 설명했을 때 자연스럽기 때문입니다. 하지만 어떻게 이런 일이 발생할 수 있을까요?
타이탄은 지구처럼 주기적인 빙하기와 따뜻한 시기를 겪었던 것으로 보입니다. 그 이유는 타이탄 대기의 메탄이 태양 에너지에 의해 다른 화학물로 변해 줄어들면서 온실 효과가 주기적으로 사라지기 때문으로 풀이됩니다. 만약 기온이 다시 상승하는 경우 액체 상태로 변했던 질소가 기체화 되면서 부피가 폭발적으로 증가해 지름 수십 km의 폭팔 크레이터가 생겼다는 것입니다.
흥미로운 가설이긴 하지만 이를 검증하기 위해서는 타이탄의 액체 탄화수소 호수에 직접 탐사선을 보내야 할 것입니다. 앞서 소개한 것과 같이 나사는 이를 위한 계획을 가지고 있습니다. ( https://blog.naver.com/jjy0501/221204476808 참조) 미래의 일이지만, 결국 인류는 타이탄 호수에 탐사선을 보내 그 선명한 모습을 관측하고 생성 원인을 규명할 것입니다.
참고
Possible explosion crater origin of small lake basins with raised rims on Titan, Nature Geosciences (2019). DOI: 10.1038/s41561-019-0429-0 , https://nature.com/articles/s41561-019-0429-0
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