태양계 이야기 1092 - 금성에는 지금도 화산 활동과 용암 분출이 이어지고 있다?

 

(This computer-generated 3D model of Venus’ surface shows the volcano Sif Mons, which is exhibiting signs of ongoing activity. Using data from NASA’s Magellan mission, Italian researchers detected evidence of an eruption while the spacecraft orbited the planet in the early 1990s. Credit: NASA/JPL)

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지구의 형제 행성인 금성은 질량과 크기는 비슷하지만, 표면 환경은 완전히 딴판입니다. 태양에서 가까운 거리 때문이 아니라 두꺼운 이산화탄소 대기 때문에 극단적인 온실효과가 발생해 표면 온도가 섭씨 465도에 달합니다.

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금성에 이렇게 이산화탄소가 많아진 원인 중 하나는 활발한 화산 활동입니다. 금성은 지구 같은 판구조가 없는 것으로 보이나 대신 화산 활동을 통해 내부의 에너지를 방출하는 것으로 보입니다. 실제로 1990년대 금성 표면을 관측했던 나사의 마젤란 탐사선은 레이더 이미지를 통해 여러 개의 화산과 용암 대지 같은 화산 지형을 관측했습니다. 그리고 많은 과학자들이 최근이나 아마 현재도 화산 활동이 활발할 것으로 믿고 있습니다.

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마젤란 우주선은 1990년에서 1992년 사이 금성 표면 295km까지 근접해 레이더로 표면 지형을 관측했습니다. 두꺼운 구름 때문에 카메라로 표면을 관측할 수 없어 마젤란 우주선은 합성 개구 레이더 (SAR)를 이용해 표면을 관측했습니다. 당시 관측 해상도는 최대 150m 정도였고 총 6회에 걸쳐 다른 각도와 위치에서 관측이 이뤄졌습니다.

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이탈리아 단눈치오 대학의 데이빗 술카네스 (David Sulcanese of the Università d'Annunzio in Pescara, Italy)가 이끄는 연구팀은 마젤란 탐사선의 1-3회 관측 데이터를 이용해서 두 곳에서 화산 및 용암 분출의 증거를 찾아냈습니다.

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첫 번째는 북위 22도 지역에 있는 순상화산인 시프 몬스 (Sif Mons)의 서쪽 측면이고 두 번째는 북위 21도에 있는 니오브 평원 (Niobe Planitia)의 서쪽입니다. 연구팀은 다른 각도에서 산란된 레이더 신호를 분석해 아주 최근에 용암 분출이 있었던 것 같은 증거를 찾아냈습니다. 용암이 흐른 두께는 3-20m 정도이고 연간 흘러내린 용암의 양은 각각 25㎢, 38㎢ 정도로 추정됩니다.

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다만 이번에 분석한 데이터는 금성 표면의 16%에 불과하고 시기도 2년 이내에 불과해 금성 화산의 극히 일부만 포착했을 것으로 보고 있습니다. 더구나 해상도의 한계로 정확히 용암을 최근 흘렀는지 검증하는데도 한계가 있습니다.

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따라서 연구팀은 앞으로 발사될 금성 탐사선인 VERITAS와 EnVision에 기대를 걸고 있습니다. 베리타스의 경우 합성 개구 레이더의 해상도가 15-30m 정도로 정밀해져 상당히 정확한 지형도를 얻을 수 있을 뿐 아니라 마젤란 임무 이후 30-40년 후 데이터를 확보할 수 있어 그 사이 용암이 흐른 흔적을 구분할 수 있습니다.

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두꺼운 구름 아래 금성 표면에는 지구보다 더 많은 화산 활동이 일어나고 있을수도 있습니다. 앞으로 탐사선이 그 장면을 직접 포착하는 날이 올 것으로 기대합니다.

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참고

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https://phys.org/news/2024-05-extensive-volcanism-venus.html

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https://en.wikipedia.org/wiki/VERITAS_(spacecraft)

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https://en.wikipedia.org/wiki/Magellan_(spacecraft)

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Davide Sulcanese, Evidence of ongoing volcanic activity on Venus revealed by Magellan radar, Nature Astronomy (2024). DOI: 10.1038/s41550-024-02272-1. www.nature.com/articles/s41550-024-02272-1