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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

천문학

화성은 물을 빠르게 잃어버리고 있다.

미디어위원회
2020-12-01

화성은 물을 빠르게 잃어버리고 있다.

(Mars Lost Its Water Rapidly)

David F. Coppedge


    화성을 건조하게 만들었던 한 새로운 메커니즘은 이전에 생각했던 것보다 훨씬 빠르게 바다를 건조시킬 수 있었다.

행성과학자들은 화성의 협곡, 수로, 퇴적물, 침식 패턴을 기초로, 과거 화성에는 막대한 양의 물이 있었을 것이라고 오랫동안 추론해 왔다. 오늘날에는 물이 없다. 그 이유는 무엇일까? 흔한 대답은 태양풍(solar wind)과 태양에서 온 자외선이 점차 화성의 대기를 감소시켜, 액체 상태의 물을 유지할 수 없는 임계점까지 대기 압력이 감소되었기 때문이라는 것이다. ‘소량’일 것으로 생각됐던 건조 과정은 붉은 행성의 자기장이 붕괴됨에 따라 가속화되었을 것이다. 오늘날에는 단지 약간의 자기장만 남아 있다.

.화성에 명백해 보이는 호수바닥. 이 장소의 추정되는 호수 바닥층은 호수가 존재했었음을 가리키며, 이것은 고대 화성에 대한 하나의 수수께끼를 추가하고 있다. 그러나 대기 중의 이산화탄소가 거의 없다는 것은 호수가 얼지 않고 유지되는 데에 도움이 되었다. <Credits: NASA/JPL-Caltech/MSSS, Feb 6, 2017>


이제 Science(2020. 11. 13) 지는 화성의 물 손실을 가속화할 수 있었던 또 다른 과정을 보고했는데, 그것은 먼지폭풍(dust storms)이다. 폴 부센(Paul Voosen)은 화성탐사선 메이븐(MAVEN)이 발견한 내용을 보고했다 : "화성의 먼지폭풍은 물의 우주 탈출을 촉진한다". 몇 년에 한 번씩 행성 전체를 미스터리하게 뒤덮는, 이 "휘젓는 먼지폭풍"은 물 펌프처럼 작동하여, 물을 땅에서 우주로 밀어낸다.“ 이 메커니즘은 이전에 제안됐었다 : 

그러나 2018년 폭풍 동안, 애리조나 대학교 대학원생인 셰인 스톤(Shane Stone)은 2014년부터 행성의 상층 대기에 대한 메이븐(MAVEN)의 데이터를 들여다보고 있었다. 메이븐의 한 기기는 궤도의 최저 고도인 150km까지 내려간 탐침을 통해서, 화성의 가냘픈 대기를 직접 샘플링했다. 셰인과 그의 동료들은 그 결과를 믿을 수 없었다 : 먼지가 낮은 고도에서 소용돌이치는 동안, 많은 량의 물이 우주 가장자리까지 도달했다. 셰인은 "이것은 정말 대단한 일이었다"라고 말한다. "행성적 먼지폭풍은 다른 어떤 것과도 다르게 데이터에서 두드러졌다."

다른 과학자들은 이 과정이 실제로 대기 내의 높은 곳까지 물의 유입을 증가시키는 피드백 고리(feedback loop)를 만들고 있다는 것을 깨달았다.

페도로바(Fedorova)와 동료들은 먼지가 대기 상층부로 물을 펌핑하는 양성적 피드백을 유발한다고 믿고 있었다. 햇볕에 따뜻해진 먼지 입자는 더 낮은 곳의 대기로 열을 방출하여, 더 많은 먼지를 발생시키는 바람을 일으키고, 그것은 차례로 더 많은 열과 더 많은 먼지로 이어진다. 더 따뜻한 대기는 더 많은 수증기를 보유할 수 있으며, 먼지 자체가 상층부 대기에 소용돌이를 일으킴으로서 그것을 따라 물을 함께 끌어올리고 있었다.

TGO 관측에 따르면, 물의 농도는 화성 남부의 여름 시기에 점차적으로 증가하지만, 메이븐 데이터는 지역적 및 전행성적 먼지폭풍이 가장 큰 급격한 증가를 초래한다고 제안한다. 2018년 폭풍이 시작될 무렵 2일 동안 상층부 대기에는 물이 풍부했는데, 정상적인 수준인 약 3ppm 보다 두 배 이상 증가하였다. 여름의 피크에는 먼지폭풍과 전반적인 따뜻함과 합쳐져서, 물의 농도가 60ppm으로 증가하였다. “그것은 엄청난 양의 물의 유입이다”라고 셰인은 말한다. 

뿐만 아니라, 태양풍의 이산화탄소는 물 분자를 깨뜨리는 데에 더 효율적이라고 생각된다. 대기 중 높은 곳의 CO2는 "물 분자를 맹렬하게 분해한다"라고 기사는 말한다. 그 후에 이온들은 우주 공간으로 휩쓸려나가 다시는 돌아오지 않는다.

.한 소금물 '호수'는 화성의 북극관(north polar cap) 아래에 존재하는 것으로 추정된다.


화성의 물이 얼마나 빨리 고갈되고 있는지 추정하려면, 초기 물의 양과 먼지폭풍의 빈도를 알아야한다. 행성과학자들은 수십억 년의 행성 나이를 믿고 있는 모이보이(moyboys)들이기 때문에, 먼지폭풍-펌프 과정이 수십억 년에 걸쳐 계속되었다고 가정한다.

메이븐 팀은 관측된 물의 손실률이 화성 역사 전체에 걸쳐 지속됐었다면, 행성은 25m 이상의 바다를 잃었을 것이라고 계산했다. 그러나 이 먼지로 인한 파괴가 화성에서 얼마나 오래 지속되어왔는지는 짐작할 수 없다고 셰인은 덧붙였다. 그것은 최근일 수도 있고, 수십억 년에 걸친 건조였을 수도 있다. 연구자들은 행성 역사 초기에 보호 자기장을 잃어버렸기 때문에, 태양풍이 행성 대기 깊숙이 침투할 수 있었고, 전행성적 먼지폭풍으로 인해 물을 잃어버렸을 것이라는 것이다. 먼지폭풍으로 인해 물의 소실은 급격히 증가했을 수 있다고 채핀(Chaffin)은 말한다. "계절에 따른 먼지폭풍으로 인한 물의 소실이 급격하게 발생했을 수 있다"고 그는 말한다. 화성탐사선 메이븐이 지금 목격하고 있는 것은 "행성 죽음의 소용돌이"의 마지막 장면일 수 있다고 그는 덧붙인다.

화성의 바다가 그것보다 더 얕았고, 자기장이 강하게 시작되지 않았다면, 화성의 건조는 더욱 빨랐을 것이다.

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화성의 나이가 젊다고 생각하는 사람들에게, 화성이 지금도 매우 빠른 속도로 물을 잃어버리고 있다는 관측 사실은 흥미로운 연구 주제가 될 수 있을 것이다. 이 기사에 의하면, 세속적 행성과학자들은 화성의 빠른 물 소실 속도로 인해 놀랐다는 것이다. 아마도 “행성 죽음의 소용돌이”는 수십억 년 전보다 훨씬 더 최근에 일어났을 것이다.



*관련기사 : '붉은행성' 화성, 상층 대기까지 올라간 수증기 통해 물 잃어 

태양 근접 남반구 여름·행성 전체 휩쓴 먼지폭풍 상승 작용 (2020. 11. 13. 연합뉴스)

https://www.yna.co.kr/view/AKR20201113134600009?input=1195m

과거 물 많았던 화성이 건조해진 이유는 (2020. 11. 13. 조선일보)

https://www.chosun.com/economy/science/2020/11/13/ABF7COZPERCXJICKSZ6DCPDKCQ/


*참조 : 화성의 대기는 빠르게 손실되고 있는 중이다 : 빠른 대기 손실률은 수십억 년의 연대와 조화되지 않는다.

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출처 : CEH, 2020. 11. 20.

주소 : https://crev.info/2020/11/mars-lost-its-water-rapidly/

번역 : 미디어위원회









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