명왕성의 산사태는 빠르게 일어났다. : 천문학-태양계 [한국창조과학회 자료실]

명왕성의 산사태는 빠르게 일어났다.

미디어위원회

천문학-태양계

2020-07-13

명왕성의 산사태는 빠르게 일어났다.

(Landslides on Pluto Happened Quickly)

by David F. Coppedge

명왕성(Pluto)이 실제로 46억 년 되었다면, 어떻게 지금도 어떤 것이 일어날 수 있는가?

행성과학(planetary science) 전문가들은 모든 것이 수십억 년 전에 일어났다고 생각하고 있지만, 갑자기 일어난 어떤 독특한 사건은 문제가 되고 있다. 명왕성의 나이로 볼 때, 행성의 거의 모든 지질학적 활동은 정지됐어야 한다. 수십억 년이 지난 후에도 급격한 변화가 발생하고, 근본적으로 지표면 특성이 바뀐 것을 예외적 현상으로 주장할 수도 있겠지만, 일반적으로 갑작스러운 변화보다는 한결같은 꾸준한 조건이 선호된다. 특히, “젊은” 모습으로 보이는 어떤 현상을 예외적인 것으로 설명할 때는, 특별한 주의가 필요하다.

2015년 뉴 허라이즌스(New Horizons) 우주선은 최초로 태양계에서 가장 먼 행성을 볼 수 있는 기회를 제공했다.(행성으로서 명왕성의 지위는 논쟁 중임). 행성과학자들은 태양으로부터 그렇게 멀리 떨어져 있는, 극한(-220 ~ -230℃)의 고립된 행성에서 어떤 일이 일어나리라고는 전혀 예상하지 못했다. 그러나 놀랍게도 오래된 분화구에 생겨난 오래된 지표면 대신에, 명왕성과 명왕성의 위성인 카론(Charon)은 젊게 보이는 지표면 모습들을 보여주었다! 이러한 모습들로는 평원을 흐르고 있는 질소 빙하들, 날카롭고 봉우리, 분화구가 없는(지질활동으로 지워진) 평탄한 평원, 모래언덕, 탈출되는 대기 등이 그것들이다.

.명왕성의 스푸트니크 평원에 있는 모래언덕, 빙하, 대류에 의해서 나뉘어진 구역들.

이제 행성 저널인 Icarus 지는 빠르게 격변적으로 일어났던 사건으로, 액체 질소에 의해 생긴 거대한 산사태에 의해 형성된 일련의 지형들에 주목하고 있다. 오하라(O'Hara)와 돔바드(Dombard)는 산사태의 원인이 된 "내리막 미끄러짐(downhill sledding)"에 대해 기술하고 있었다. 기사가 지적한 주요 특징들은 다음과 같다.

▶ 명왕성 산맥의 블록(blocks)들은 중력에 기반한 사태(sliding)에 의하여 형성될 수 있었다.
▶ 액체질소가 윤활유 역할을 했는데, 이것은 명왕성의 전 행성적 기후 변화를 의미한다.
▶ 이 메커니즘으로 지형의 재배치에 걸린 시간은 수백 년 정도로 매우 짧다.
▶ 블록들은 그들이 충분히 침수됐었다면, 빙하에 의해서도 운반될 수 있었다.

그래서 명왕성도 기후 변화가 있지만, 이 변화는 화석 연료에 의한 것이 아니다. 산사태는 언제 발생했을까? 명왕성 역사의 어떤 시점에서 산맥의 움직임을 시발한 것은 무엇일까? 수십억 년의 시간 틀에서, 수백 년이 걸렸던 사건은 일순간에 불과하다. 명왕성의 나이인 46억 년을 46m의 끈으로 생각한다면, 1백 년은 0.001mm에 불과하다. 1억 년의 세월조차도 그러한 끈에서 1m에 불과하다. 1만 년은 0.1mm가 될 것이다!

산사태가 한꺼번에 일어났다면, 행성과학자들은 다음과 같은 것을 상상해야 할 것이다: 10억 년 동안 아무 일도 일어나지 않았다… 다음 10억 년 동안에도 아무 일도 일어나지 않았다… 쾅! 산사태가 일어났다! … 다음 10억 년 동안도 아무 일도 일어나지 않았다. 그 다음 10억 년도 아무 일이 일어나지 않았다...

명왕성의 움직임 즉, 산사태를 설명하기 위해서 수백 년이 필요한지는 분명하지 않다. 지구에서는 어떤 임계점에 도달하면 산사태는 빠르게 일어나고, 빠르게 끝난다.

명왕성 스푸트니크 평원의 분지 서쪽 가장자리를 관찰한 결과, 우리는 큰 산맥 블록들의 이동과 재배치되는 데에 필요했던 힘의 균형을 분석했다. 이 산맥의 덩어리는 이 분지를 채운 액체질소 얼음에 놓여있던 명왕성의 얼음물 지각(water ice crust)을 조각으로 분리시킨 것으로 보인다. 이 분지 가장자리가 부서진 후, 그것들은 수백 년에서 수천 년의 짧은 시간에 걸쳐서, 자체 무게로 인해 내리막 경사를 타고 분지 내로 미끌어져 내렸고, 분지 경사가 임계값 아래로 얕아지는 곳에서 관측되는 산맥을 만들었다. 이러한 미끌어짐 운동은 대부분 액체질소 성분의 윤활작용이 바닥 부위에 있어야 한다.

.2015년 7월 14일 뉴 허라이즌스 우주선이 촬영한 명왕성의 산들.

또한 산사태는 몇 년 전인 2016년 11월 8일에, 명왕성의 위성인 카론(Charon)에서도 일어났다. 예상했던 것과 다르게, 명왕성은 안정된 상태의 차갑고 죽은 세계처럼 보이지 않는다. 명왕성이 형성된 이후에 많은 일들이 있었으며, 지금도 일어나고 있는 것처럼 보인다.(see 16 July 2018). 2015년 9월 17일, 명왕성의 첫 번째 사진이 전송되어왔을 때, 과학자들이 얼마나 놀랐는지를 상기하라(see 17 Sept 2015).

만약 블록(blocks)들이 미끄럼 이동으로 만들어졌다면, 미끄럼에 필요한 윤활유로서 액체질소가 존재해야만 했었다는 것이 명왕성의 과거 기후 역사에 있어서 핵심이다. 이 연구는 침식 특징 및 지표면의 변형들은 명왕성의 기후 변화로 인한, 지표면이나 표면 근처에서 액체질소의 흐름에 의해 유발됐을 수 있었다는 증거를 제시한다.

명왕성은 높은 편심(high eccentricity)과 타원형 궤도의 성향으로 인해서, 주기적 기후 변화를 겪을 수 있었다고 주장할 수 있다. 명왕성은 248년마다 태양에 더 가까워졌다가 되돌아간다. 그러나 이 질소순환을 얼마나 오래 반복할 수 있었을까? 수십억 년이 지나면 많은 질소가 우주로 승화되지 않았겠는가? 모든 산맥들은 오래전에 침식되지 않았겠는가? 현재 침식 특성들은 모두 안정화되지 않았겠는가? 만약 이 사건들이 명왕성 형성 직후에 일어났다면, 수십억 년 동안의 우주풍화(space weathering), 침식, 크레이터 등에 의해서 오래 전에 희미해졌을 것이다.

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이러한 명왕성의 수수께끼는 목성의 위성 이오(Io)에서 보여지는 활발한 화산 활동을 연상시킨다. 이오는 지금도 격렬하게 용암을 분출하고 있으며, 그러한 화산활동이 46억 년 동안 지속되어 왔다면, 이오 자체의 무게보다 45배 이상의 용암을 분출해온 것으로 계산된다.

*참조 : 명왕성은 젊다.

http://creation.kr/YoungEarth/?idx=1289499&bmode=view

‘계속되는 경탄’ : 명왕성의 새로운 사진은 예측치 못했던 명왕성의 활발함을 보여준다.

http://creation.kr/YoungEarth/?idx=1289502&bmode=view

명왕성도 간헐천을 분출하고 있을까? 뉴호라이즌스의 충격적 사진들은 과학자들을 당황시키고 있다.

http://creation.kr/YoungEarth/?idx=1289500&bmode=view

명왕성에 얼음 화산이 분출 중일 수 있다!

http://creation.kr/YoungEarth/?idx=1289505&bmode=view

활발한 지질활동을 하고 있는 명왕성 : 차가운 얼음 행성의 심장은 아직도 뛰고 있었다!

http://creation.kr/YoungEarth/?idx=1289517&bmode=view