토성의 위성 타이탄에서 새롭게 발견된 사실들
: 타이탄은 수십억 년의 연대를 거부한다.
(Titan Takes the Age Stage)
토성의 거대한 위성인 타이탄은 과학계에 큰 파장을 불러일으키고 있다. 정말 이 위성은 수십억 년 된 것일까?
타이탄(Titan, 토성의 제 5위성)에 큰 바다가 있을 것이라는 예상이 빗나간 뒤, 행성과학자들은 타이탄의 나이를 수십억 년과 적합시키기 위해서 이론들을 계속 수정해왔다. 2004년에 도착한 카시니(Cassini) 우주탐사선은 타이탄에 분화구가 없는 넓은 지역을 탐사했다. 2015년 1월 호이겐스 탐측기(Huygens Probe)은 축축한 모래가 있는 지역에 착륙했고, 그 지역에 거대한 액체 호수가 있을 거라고 예상했던 과학자들을 당혹스럽게 했다. 수성(Mercury)보다도 더 큰 토성의 위성을 발견한지 12년이 지난 지금, 카시니 우주탐사선은 타이탄의 지질, 대기, 연대를 분석하기에 충분한 데이터들을 보내왔다.
보고된 논문들을 모두 다루기엔 내용이 너무 많다. 우리는 이 젊어 보이는 세계가 45억 년(추정 연대)이나 되었다고 하는 자료와 주장에 대해 주로 다룰 것이다. 우선, space.com(2016. 4. 1)에 게재된 카시니 호의 가시광선 및 적외선 분광기가 찍은 아름답고 새로운 타이탄의 지도를 보라. 이 기사에서 ”여전히 불가사의한 행성”이라고 부르는 것처럼, 십여 년의 연구에도 타이탄은 여전히 '비밀”을 간직하고 있다. 타이탄에는 관측되는 단 하나의 거대한 충돌 크레이터(crater)가 있다. 그 이름은 신랩(Sinlap)인데, ”타이탄의 지표면에 점을 찍고 있는 가장 어린 충돌 크레이터 중 하나”라는 것이다. 그렇다면 오래된 크레이터들은 어디에 있는 것인가?
카시니 우주선은 타이탄의 가장 높은 산을 탐색했다 (Astrobiology Magazine. 2016. 3. 25). 거의 3350m의 높이를 가진 타이탄의 스키장을 상상해보라. 더 작은 명왕성은 이것보다 더 큰 산을 가지고 있다.
타이탄에서 부유하는 찌꺼기들이 발견되었다.(The Conversation. 2016. 4. 1). 타이탄의 북쪽 호수에는 어떤 부유물들이 나타났다가 사라졌다가 하는 것같이 보였다. 헬렌 메이나드-케슬리(Helen Maynard-Casely)는 타이탄의 호숫가에 있는 ”찌꺼기(scum)”에서 벤젠과 에탄의 형태를 띠는 결정을 확인했지만, 수십억 년 동안에 심층퇴적물에 축적되었을 에탄(ethane)을 찾지 못했다. PhysOrg 지의 글을 참고하라.
천연 거품(New Scientist. 2016. 3. 30). 나사의 제트추진연구소(JPL)의 과학자들은 ”만약 메탄-질소 혼합물이 비가 되어 순수한 에탄으로 이루어진 호수에 떨어졌다면, 15배의 질소가 방출됐을 것이고, 매우 커다란 거품을 만들었을 것이다”고 추측했다. 이 현상은 사라짐을 반복하는 ”마법의 섬(magic islands)”에 대해 설명해줄 수 있을지도 모른다는 것이다 :
이것은 이 외계의 세계가 얼마나 놀라운지를 보여준다고 말라스카(Malaska)는 말했다. ”우리는 타이탄이 지구와 비슷할 것이라 예상했지만, 타이탄에 대해서 더 알아갈수록, 타이탄은 매우 기괴하다 것을 알게 된다.”
타이탄의 ”마법의 섬”: 탄화수소 바다에서 나타나는 일시적인 모습들(Icarus. 2016. 6).북쪽의 몇몇 호수들에서 일어날 수 있는 파도가 이러한 일시적인 특징을 설명할 수 있을지 모른다는 것이다. 이런 역동적 환경이 수십억 년 동안 어떻게 지속될 수 있었는가?
타이탄의 획일적인 평원의 특성, 분포 및 기원(Icarus. 2016. 5. 15). 타이탄의 중위도에서 있는, 단조로운 땅(blandlands)을 형성한, 바람에 의해 운반된 물질들은 타이탄에서 유기물질의 중요한 저장소이다. 이 논문은 침전이나 퇴적과정이 이러한 물질들을 만들었을 것이라 주장했는데, 만약 이 물질들이 주로 에탄이나 메탄으로 이루어졌다면, 왜 액체의 형태가 아닌 것일까?
타이탄의 크레이터에 변형을 일으켰던 메커니즘으로 주장되는 하천의 침식작용(Icarus.2016. 5. 15). 모든 크레이터들은 어디 있는 것일까? 이 논문은 모든 크레이터들이 액체에 의해 침식되었다고 주장하고 있었다. ”풍화작용, 산사태, 하천에 의한 절개 및 퇴적 같은 과정들이 타이탄의 크레이터 분포를 설명할 수 있을 것이다(즉, 놀랍도록 적은 수의 크레이터 발견을 설명할 수 있을 것이다).” 바람으로는 이러한 과정을 모두 일으킬 수 없으므로, 강우나 하천이 침식의 원인이 되어야만 한다.
타이탄의 탄화수소 강이나 바다에서 에탄의 운명(Icarus. 2016. 5. 15). 이 논문은 언뜻 보면 타이탄에 에탄(ethane) 이 없다는 문제에 대해 잘 설명해 줄 수 있는 논문인 것처럼 보인다. 에탄은 모두 어디에 갔는가? 만약 실험 불가능한 가설을 세우고, 큰 바다가 없다는 점을 무시하고 하나의 호수에만 초점을 맞춘다면, 관찰 불가능한 과정을 포함하는 말장난과 같은 추정은 도움이 될 수도 있을 것이다 :
에탄은 바다와 호수의 주요 구성물로서, 타이탄의 표면에서 가장 많이 존재하는 광화학물질로 예상되어왔다. 왜냐하면, 노출된 표면 저장고로부터 에탄과 결합하는 과정이 없기 때문이다. 그러나 카시니 탐사선의 2.2cm 레이더로부터 탐지된 신호로부터, 북극 지방의 라이지아 메어(Ligeia Mare) 호수는 주로 메탄(methane)으로 이루어져 있다는 것을 가리키고 있었다. 에탄의 명백한 부재를 설명하기 위해서, 우리는 라이지아 메어 호수는 아래의 포접화합물 층(clathrate layer)과 상호작용하고 있는, 알카노퍼(alkanofers, 탄화수소의 한 종류인 알칸을 저장하는 층)의 보이는 부분일 가능성을 조사하고 있다. 그리고 이 가정되고 있는 액체상태의 초기 에탄-메탄 혼합물에 대한 상호작용의 영향을 조사하고 있다. 우리는 포접화합물(clathrate)에서 진행되는 액체 포집은 초기 에탄의 몰분율(mole fraction)이 0.75이하일 때, 표면의 액체 저장고에 메탄이 많아지게 한다는 것을 발견했다. 만약 알카노퍼와 포접화합물 간의 상호작용이 타이탄에서 흔하다면, 이는 메탄 우세의 많은 바다나 호수들을 만들게 될 것이다.
타이탄의 아피칸 크레이터(Afekan Crater) 지역의 지형학적 지도 : 적도와 중위도 지역 간의 지형적 관계(Icarus. 2016. 5. 15). 이 과학자들은 단조로운 평야, 산, 사구(모래언덕), 분화구 중 어떤 지형이 가장 오래 되었는지에 대해 결론짓고 있었다. 그들은 사구가 가장 최근에 만들어졌다고 결론지었지만, 그들의 결론은 이론에 의해 내려진 것이다. ”우리의 지형학적 지도의 결과는, 바람에 의해서 퇴적되고 발달되어왔던, 유기물질이 우세하게 있는 타이탄의 적도 및 중위도 지역과 일치한다.”
타이탄의 물질 수송 지도: 사구들의 운명 (Icarus. 2016. 5. 15). 거대한 사구(dune) 지역에서 하천의 활동은 미미했다고 행성과학자들은 말한다. ”우리의 결론은 적도와 중위도 지역에 만연해있는 과정인 풍화작용에 의한 운반과 일치한다.” 사구들을 지속적으로 적도지방으로부터 극지방으로 옮겨졌고, 결국 위도 35도 지역에 쌓여져서, 안정적인 상태가 되었다고 그들은 주장한다. 그렇다면 그 다음은? ”이러한 관측은 사구 물질이 평원의 물질로 전환 및 변환됐거나, 아직 사구가 다 운반되지 않았다는 것을 나타낸다.” 그러나 과학자들은 이 과정이 45억 년이나 걸렸다는 것을 설명해야 한다는 것을 기억해야만 한다.
타이탄의 증발잔류암의 구조(Icarus. 2016. 5. 15). 액체는 지표면에 내려앉고, 증발한다. 뒤에 무엇이 남고, 얼마나 남을까? 과학자들은 증발잔류암(evaporite) 퇴적물의 량과 분포를 설명할 수 있는 모델을 개발했다. 북쪽에 비해 남쪽에 증발잔류암(evaporites)의 퇴적량이 왜 더 적은지를 설명할 필요가 있었다. 그들은 퇴적물의 최대 두께를 측정했다(요약문에는 나와 있지 않음). 그것이 액체가 아닌 이유는 무엇인가? 고체 증발잔류암의 질량은 예상됐던 전 위성적 바다를 상쇄할 수 있을까?
타이탄에서 충적선상지의 형태, 분포 및 형성.(Icarus. 2016. 5. 15). 타이탄에서 충적선상지(alluvial fans)가 조사되었을 때, 82개가 발견되었고, 대부분 극지방에 있었다. 이는 침전물들은 강이나 바람에 의해 산 아래로 운반되었음을 나타내는 것이고, '하천의 퇴적물 운반은 지질학적으로 최근에, 극지방 지형에 집중되었을 수 있음을 나타낸다.”
타이탄 판구조의 진화에 있어서 유체의 역할(Icarus. 2016. 5. 15). 이 논문은 지표면 아래에 잃어버린 액체가 숨어있음을 추정하고 있었다. 그들은 지표면 아래의 물을 지각 변형과 연관지어, 지표면 아래의 유체가 지면 수축을 일으켰고, 산등성이를 생성했다고 주장했다. 그러나 이 가설이 수십억 년 뒤에 발견되어야만 하는 모든 액체들을 격리해 놓기에 충분할 수 있을까? 어떻게 액체가 침전물 아래에 존재할 수 있는가? 이 이론은 답을 주기보다는 더 많은 질문들을 만들어내고 있었다.
차가운 용암의 흐름(cryolava flow)은 타이탄 지각의 메탄 가스 하이드레이트(methane clathrate hydrate)을 불안정하게 만든다.(Icarus. 2016. 8). 타이탄에 관한 또 다른 논문이 개제되었는데, 유명한 행성과학자인 데니스 멧슨(Dennis Matson), 토렌스 존슨(Torrence Johnson), 크리스토퍼 소틴(Christophe Sotin)은 타이탄의 메탄 농도를 장구한 시간 동안 유지시키기 위해 논란을 벌이고 있었다. 그들은 주기적인 얼음화산의 분출을 제안했고, 아래와 같은 점을 인정했다 : ”그러나, 이 과정은 장구한 지질학적 시대에 걸친 메탄의 재공급을 설명해주지 못한다.” 결론은 이것이다. ”타이탄의 대기 중에 존재하는 메탄과 현재 메탄이 재공급되는 원리는 여전히 수수께끼이다.”
*테티스에 관한 소식. 이 모든 소식들은 타이탄에 관한 것들이었다. 토성의 고리 밖에 있는 토성의 제3 위성인 테티스(Tethys)에 우주선이 진입한 후(4/02/2016), 또 다른 젊은 위성인 이 테티스는 새로운 소식을 보내오고 있었다. Icarus 지에 게재된 또 다른 논문은 이전 생각이 크게 잘못됐었음을 보여주고 있었다. 그것은 테티스에 나있는 거대한 협곡인 이타카 카스마(Ithaca Chasma) 때문이다. 그 협곡은 거의 극지방에서 다른 쪽 극지방까지 뻗어 있는 거대한 캐니언으로, 분명 반대쪽 반구에서 일어난 거대한 충돌(impact)로 만들어지지 않았다. 테티스가 (바깥쪽으로 다음에 있는 두 큰 위성) 디오네(Dione)와 레아(Rhea)와 화학적 물리적 특성을 공유하고 있음에도, 과학자들은 토성계에서 독특한 스펙트럼 변화를 발견하였다. 테티스는 ”지질학적으로 젊은 지표면의 특징”인 커다란 각빙(large ice cubes)들을 가지고 있으면서, ”지질학적으로 오랜 시간 풍화된 지역의 특징”인 작은 얼음 조각(small ice flakes)들을 가지고 있는, 또 다른 ”희한한” 행성이었다. 뭐라고? 테티스에 풍화작용이 있었다고? 테티스에는 대기가 없지 않은가? 태양풍에 의해서 풍화작용이 일어나는 경우는 있지만, 이 경우 모든 지표면이 고르게 영향을 받는다. 이 독특한 특성은 진화론적 이론가들의 머리를 아프게 만들고 있었다.
*타이탄에 관한 더 최근의 뉴스
새로운 사진에서 타이탄의 언덕 및 다른 모습들이 나타났다(PhysOrg. 2016. 9. 7). 모래 언덕(sand dunes)들이 타이탄에 존재할 것이라고는 전혀 예상하지 못했었다. 카시니 과학자들은 2004년에 연무층을 뚫고 얻은 지표면 사진에서 ”고양이가 할퀸 자국(cat scratches)” 같은 모습이 나타났을 때, 그것이 무엇인지 궁금해 했었다. 그 후 레이더 지도(Radar mapping)에 의해서, 그것들은 적도지역을 휘감고 있는, 꽤 많은 커다란 사구(dunes)들로 밝혀졌다.(e.g., 4/09/2011). ”아름다운 물결 모양의 패턴”들은 일반적인 바람에 의해 기인된, 동적이고, 일시적인 모습과는 반대된다. 모래 언덕들은 타이탄에서 가장 오래된 지형 중 하나로 믿어지고 있는 제나두 지역(Xanadu region)과 같은 산들 주변을 둘러싸고 있다. 최근 레이더 지도는 그곳 근처의 ‘제나두 별관(Xanadu annex)’을 보여주었다. ”제나두와 이제 그 별관은 하나의 미스터리가 되고 있다”고 그 기사는 말한다. ”타이탄의 다른 곳에서, 산악지형은 작고 고립된 조각(patches)들로 나타난다. 하지만 제나두는 넓은 지역을 커버하고 있고, 과학자들은 그것의 형성에 대한 다양한 이론들을 제안해왔다.” 그 지역에 대한 비행 애니메이션을 보기 원하면, PhysOrg 지의 기사를 클릭하여 보라. 내년에 카시니 우주선의 임무가 끝나기 전까지, 타이탄에 대한 네 번의 추가적 레이더 매핑이 있을 것이다.
홍수로 인한 캐니언들 (Astrobiology Magazine. 2016. 8. 10). 2016년 8월에 카시니 우주탐사선의 레이더는 액체 탄화수소(liquid hydrocarbons)에 의해 홍수가 난 것으로 보여지는, 타이탄의 극지방 호수들과 나란히 나있는, 날카로운 측면의 협곡(steep-sided canyons)들의 존재를 밝혀냈다. 과학자는 이들 협곡들을 포웰 호수(Lake Powell)와 같이, 지구에 있는 협곡들과 비교하였다. 액체 성분, 고체(암석) 성분, 온도 등은 다르지만, 비슷한 과정이 일어났던 것처럼 보였다. 그 협곡들은 얼마나 오래 되었을까? 그것은 해석의 문제이다 :
지형을 자르고 나있는 그러한 깊고 날카로운 상처의 존재는, 그것을 만들었던 과정이 오랫동안 활발했고, 타이탄의 다른 지역보다 훨씬 빠르게 침식이 일어났음을 가리킨다. 연구자들이 제안한 시나리오는 지형의 융기 및 해수면의 변화, 혹은 이 둘 모두를 제안하고 있다.
”이러한 힘들의 조합은 깊은 협곡의 형성에 기여했을 가능성이 높다. 하지만 현재로서는 서로 어느 정도로 관여했는지는 분명하지 않다. 분명한 것은 타이탄의 지질학적 진화에 대한 기술은 협곡이 거기에 어떻게 있게 되었는지를 설명할 필요가 있다는 것이다.” 카시니 레이더 팀의 일원이며 수석 저자인, 로마 대학의 발레리오(Valerio Poggiali)는 말했다.
2005년 1월 14일, NASA/JPL에 의해서 이루어진, 타이탄에 호이겐스 프로브의 역사적인 착륙에 관한 놀라운 애니메이션을 YouTube에서 볼 수 있다. 실제 사진에 기초하여, 나레이션된 3.5분 짜리 영상물은, 대략 십억 마일 떨어진 천체의 지표면을 가까이에서 볼 수 있게 해준다.
수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 명왕성, 혜성, 소행성 등을 수십억 년의 장구한 연대와 적합시키기 위해서, 고민하며, 머리카락이 얼마 남지 않은 진화 과학자들이, 또 다시 타이탄을 장구한 연대로 유지하기 위해서 머리를 쥐어짜내는 것을 보는 것은 재미있는 일이다. 지적설계자가 이러한 현상들을 관측할 수 있는 위치에 천체들을 두셨기에, 우리는 즐겁게 이러한 현상들을 관측할 수 있는 것이다.
*관련기사 : NASA, '토성의 달에서 물과 메탄 발견' (2012. 6. 30. ZD넷 코리아)
http://www.zdnet.co.kr/news/news_view.asp?artice_id=20120630125559
속살 드러낸 토성의 달 타이탄...또렷한 해안선 물길 (2015. 2. 18. 전자신문)
http://www.etnews.com/20150217000001
타이탄의 '얼음구름' 포착 (2015. 11. 12. 아시아경제)
http://www.asiae.co.kr/news/view.htm?idxno=2015111206413357238
타이탄의 가장 높은 곳 (2016. 3. 25. 아시아경제)
http://www.asiae.co.kr/news/view.htm?idxno=2016032507185324208
토성 위성 타이탄서 ‘액체 가득한 협곡’ 발견 (2016. 8. 11. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20160811601006
타이탄에 부는 바람과 모래언덕 (2016. 9. 7. 아시아경제)
http://www.asiae.co.kr/news/view.htm?idxno=2016090807373046561
토성 속 샹그릴라의 진짜 모습 (2016. 9. 11. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20160912601003
번역 - 최건영, 미디어위원회
링크 - http://crev.info/2016/04/titan-takes-the-age-stage/
http://crev.info/2016/09/saturnews-and-titanews/
출처 - CEH. 2016. 4. 4 / 9. 16
토성의 위성 타이탄에서 새롭게 발견된 사실들
: 타이탄은 수십억 년의 연대를 거부한다.
(Titan Takes the Age Stage)
토성의 거대한 위성인 타이탄은 과학계에 큰 파장을 불러일으키고 있다. 정말 이 위성은 수십억 년 된 것일까?
타이탄(Titan, 토성의 제 5위성)에 큰 바다가 있을 것이라는 예상이 빗나간 뒤, 행성과학자들은 타이탄의 나이를 수십억 년과 적합시키기 위해서 이론들을 계속 수정해왔다. 2004년에 도착한 카시니(Cassini) 우주탐사선은 타이탄에 분화구가 없는 넓은 지역을 탐사했다. 2015년 1월 호이겐스 탐측기(Huygens Probe)은 축축한 모래가 있는 지역에 착륙했고, 그 지역에 거대한 액체 호수가 있을 거라고 예상했던 과학자들을 당혹스럽게 했다. 수성(Mercury)보다도 더 큰 토성의 위성을 발견한지 12년이 지난 지금, 카시니 우주탐사선은 타이탄의 지질, 대기, 연대를 분석하기에 충분한 데이터들을 보내왔다.
보고된 논문들을 모두 다루기엔 내용이 너무 많다. 우리는 이 젊어 보이는 세계가 45억 년(추정 연대)이나 되었다고 하는 자료와 주장에 대해 주로 다룰 것이다. 우선, space.com(2016. 4. 1)에 게재된 카시니 호의 가시광선 및 적외선 분광기가 찍은 아름답고 새로운 타이탄의 지도를 보라. 이 기사에서 ”여전히 불가사의한 행성”이라고 부르는 것처럼, 십여 년의 연구에도 타이탄은 여전히 '비밀”을 간직하고 있다. 타이탄에는 관측되는 단 하나의 거대한 충돌 크레이터(crater)가 있다. 그 이름은 신랩(Sinlap)인데, ”타이탄의 지표면에 점을 찍고 있는 가장 어린 충돌 크레이터 중 하나”라는 것이다. 그렇다면 오래된 크레이터들은 어디에 있는 것인가?
카시니 우주선은 타이탄의 가장 높은 산을 탐색했다 (Astrobiology Magazine. 2016. 3. 25). 거의 3350m의 높이를 가진 타이탄의 스키장을 상상해보라. 더 작은 명왕성은 이것보다 더 큰 산을 가지고 있다.
타이탄에서 부유하는 찌꺼기들이 발견되었다.(The Conversation. 2016. 4. 1). 타이탄의 북쪽 호수에는 어떤 부유물들이 나타났다가 사라졌다가 하는 것같이 보였다. 헬렌 메이나드-케슬리(Helen Maynard-Casely)는 타이탄의 호숫가에 있는 ”찌꺼기(scum)”에서 벤젠과 에탄의 형태를 띠는 결정을 확인했지만, 수십억 년 동안에 심층퇴적물에 축적되었을 에탄(ethane)을 찾지 못했다. PhysOrg 지의 글을 참고하라.
천연 거품(New Scientist. 2016. 3. 30). 나사의 제트추진연구소(JPL)의 과학자들은 ”만약 메탄-질소 혼합물이 비가 되어 순수한 에탄으로 이루어진 호수에 떨어졌다면, 15배의 질소가 방출됐을 것이고, 매우 커다란 거품을 만들었을 것이다”고 추측했다. 이 현상은 사라짐을 반복하는 ”마법의 섬(magic islands)”에 대해 설명해줄 수 있을지도 모른다는 것이다 :
타이탄의 ”마법의 섬”: 탄화수소 바다에서 나타나는 일시적인 모습들(Icarus. 2016. 6).북쪽의 몇몇 호수들에서 일어날 수 있는 파도가 이러한 일시적인 특징을 설명할 수 있을지 모른다는 것이다. 이런 역동적 환경이 수십억 년 동안 어떻게 지속될 수 있었는가?
타이탄의 획일적인 평원의 특성, 분포 및 기원(Icarus. 2016. 5. 15). 타이탄의 중위도에서 있는, 단조로운 땅(blandlands)을 형성한, 바람에 의해 운반된 물질들은 타이탄에서 유기물질의 중요한 저장소이다. 이 논문은 침전이나 퇴적과정이 이러한 물질들을 만들었을 것이라 주장했는데, 만약 이 물질들이 주로 에탄이나 메탄으로 이루어졌다면, 왜 액체의 형태가 아닌 것일까?
타이탄의 크레이터에 변형을 일으켰던 메커니즘으로 주장되는 하천의 침식작용(Icarus.2016. 5. 15). 모든 크레이터들은 어디 있는 것일까? 이 논문은 모든 크레이터들이 액체에 의해 침식되었다고 주장하고 있었다. ”풍화작용, 산사태, 하천에 의한 절개 및 퇴적 같은 과정들이 타이탄의 크레이터 분포를 설명할 수 있을 것이다(즉, 놀랍도록 적은 수의 크레이터 발견을 설명할 수 있을 것이다).” 바람으로는 이러한 과정을 모두 일으킬 수 없으므로, 강우나 하천이 침식의 원인이 되어야만 한다.
타이탄의 탄화수소 강이나 바다에서 에탄의 운명(Icarus. 2016. 5. 15). 이 논문은 언뜻 보면 타이탄에 에탄(ethane) 이 없다는 문제에 대해 잘 설명해 줄 수 있는 논문인 것처럼 보인다. 에탄은 모두 어디에 갔는가? 만약 실험 불가능한 가설을 세우고, 큰 바다가 없다는 점을 무시하고 하나의 호수에만 초점을 맞춘다면, 관찰 불가능한 과정을 포함하는 말장난과 같은 추정은 도움이 될 수도 있을 것이다 :
타이탄의 아피칸 크레이터(Afekan Crater) 지역의 지형학적 지도 : 적도와 중위도 지역 간의 지형적 관계(Icarus. 2016. 5. 15). 이 과학자들은 단조로운 평야, 산, 사구(모래언덕), 분화구 중 어떤 지형이 가장 오래 되었는지에 대해 결론짓고 있었다. 그들은 사구가 가장 최근에 만들어졌다고 결론지었지만, 그들의 결론은 이론에 의해 내려진 것이다. ”우리의 지형학적 지도의 결과는, 바람에 의해서 퇴적되고 발달되어왔던, 유기물질이 우세하게 있는 타이탄의 적도 및 중위도 지역과 일치한다.”
타이탄의 물질 수송 지도: 사구들의 운명 (Icarus. 2016. 5. 15). 거대한 사구(dune) 지역에서 하천의 활동은 미미했다고 행성과학자들은 말한다. ”우리의 결론은 적도와 중위도 지역에 만연해있는 과정인 풍화작용에 의한 운반과 일치한다.” 사구들을 지속적으로 적도지방으로부터 극지방으로 옮겨졌고, 결국 위도 35도 지역에 쌓여져서, 안정적인 상태가 되었다고 그들은 주장한다. 그렇다면 그 다음은? ”이러한 관측은 사구 물질이 평원의 물질로 전환 및 변환됐거나, 아직 사구가 다 운반되지 않았다는 것을 나타낸다.” 그러나 과학자들은 이 과정이 45억 년이나 걸렸다는 것을 설명해야 한다는 것을 기억해야만 한다.
타이탄의 증발잔류암의 구조(Icarus. 2016. 5. 15). 액체는 지표면에 내려앉고, 증발한다. 뒤에 무엇이 남고, 얼마나 남을까? 과학자들은 증발잔류암(evaporite) 퇴적물의 량과 분포를 설명할 수 있는 모델을 개발했다. 북쪽에 비해 남쪽에 증발잔류암(evaporites)의 퇴적량이 왜 더 적은지를 설명할 필요가 있었다. 그들은 퇴적물의 최대 두께를 측정했다(요약문에는 나와 있지 않음). 그것이 액체가 아닌 이유는 무엇인가? 고체 증발잔류암의 질량은 예상됐던 전 위성적 바다를 상쇄할 수 있을까?
타이탄에서 충적선상지의 형태, 분포 및 형성.(Icarus. 2016. 5. 15). 타이탄에서 충적선상지(alluvial fans)가 조사되었을 때, 82개가 발견되었고, 대부분 극지방에 있었다. 이는 침전물들은 강이나 바람에 의해 산 아래로 운반되었음을 나타내는 것이고, '하천의 퇴적물 운반은 지질학적으로 최근에, 극지방 지형에 집중되었을 수 있음을 나타낸다.”
타이탄 판구조의 진화에 있어서 유체의 역할(Icarus. 2016. 5. 15). 이 논문은 지표면 아래에 잃어버린 액체가 숨어있음을 추정하고 있었다. 그들은 지표면 아래의 물을 지각 변형과 연관지어, 지표면 아래의 유체가 지면 수축을 일으켰고, 산등성이를 생성했다고 주장했다. 그러나 이 가설이 수십억 년 뒤에 발견되어야만 하는 모든 액체들을 격리해 놓기에 충분할 수 있을까? 어떻게 액체가 침전물 아래에 존재할 수 있는가? 이 이론은 답을 주기보다는 더 많은 질문들을 만들어내고 있었다.
차가운 용암의 흐름(cryolava flow)은 타이탄 지각의 메탄 가스 하이드레이트(methane clathrate hydrate)을 불안정하게 만든다.(Icarus. 2016. 8). 타이탄에 관한 또 다른 논문이 개제되었는데, 유명한 행성과학자인 데니스 멧슨(Dennis Matson), 토렌스 존슨(Torrence Johnson), 크리스토퍼 소틴(Christophe Sotin)은 타이탄의 메탄 농도를 장구한 시간 동안 유지시키기 위해 논란을 벌이고 있었다. 그들은 주기적인 얼음화산의 분출을 제안했고, 아래와 같은 점을 인정했다 : ”그러나, 이 과정은 장구한 지질학적 시대에 걸친 메탄의 재공급을 설명해주지 못한다.” 결론은 이것이다. ”타이탄의 대기 중에 존재하는 메탄과 현재 메탄이 재공급되는 원리는 여전히 수수께끼이다.”
*테티스에 관한 소식. 이 모든 소식들은 타이탄에 관한 것들이었다. 토성의 고리 밖에 있는 토성의 제3 위성인 테티스(Tethys)에 우주선이 진입한 후(4/02/2016), 또 다른 젊은 위성인 이 테티스는 새로운 소식을 보내오고 있었다. Icarus 지에 게재된 또 다른 논문은 이전 생각이 크게 잘못됐었음을 보여주고 있었다. 그것은 테티스에 나있는 거대한 협곡인 이타카 카스마(Ithaca Chasma) 때문이다. 그 협곡은 거의 극지방에서 다른 쪽 극지방까지 뻗어 있는 거대한 캐니언으로, 분명 반대쪽 반구에서 일어난 거대한 충돌(impact)로 만들어지지 않았다. 테티스가 (바깥쪽으로 다음에 있는 두 큰 위성) 디오네(Dione)와 레아(Rhea)와 화학적 물리적 특성을 공유하고 있음에도, 과학자들은 토성계에서 독특한 스펙트럼 변화를 발견하였다. 테티스는 ”지질학적으로 젊은 지표면의 특징”인 커다란 각빙(large ice cubes)들을 가지고 있으면서, ”지질학적으로 오랜 시간 풍화된 지역의 특징”인 작은 얼음 조각(small ice flakes)들을 가지고 있는, 또 다른 ”희한한” 행성이었다. 뭐라고? 테티스에 풍화작용이 있었다고? 테티스에는 대기가 없지 않은가? 태양풍에 의해서 풍화작용이 일어나는 경우는 있지만, 이 경우 모든 지표면이 고르게 영향을 받는다. 이 독특한 특성은 진화론적 이론가들의 머리를 아프게 만들고 있었다.
*타이탄에 관한 더 최근의 뉴스
새로운 사진에서 타이탄의 언덕 및 다른 모습들이 나타났다(PhysOrg. 2016. 9. 7). 모래 언덕(sand dunes)들이 타이탄에 존재할 것이라고는 전혀 예상하지 못했었다. 카시니 과학자들은 2004년에 연무층을 뚫고 얻은 지표면 사진에서 ”고양이가 할퀸 자국(cat scratches)” 같은 모습이 나타났을 때, 그것이 무엇인지 궁금해 했었다. 그 후 레이더 지도(Radar mapping)에 의해서, 그것들은 적도지역을 휘감고 있는, 꽤 많은 커다란 사구(dunes)들로 밝혀졌다.(e.g., 4/09/2011). ”아름다운 물결 모양의 패턴”들은 일반적인 바람에 의해 기인된, 동적이고, 일시적인 모습과는 반대된다. 모래 언덕들은 타이탄에서 가장 오래된 지형 중 하나로 믿어지고 있는 제나두 지역(Xanadu region)과 같은 산들 주변을 둘러싸고 있다. 최근 레이더 지도는 그곳 근처의 ‘제나두 별관(Xanadu annex)’을 보여주었다. ”제나두와 이제 그 별관은 하나의 미스터리가 되고 있다”고 그 기사는 말한다. ”타이탄의 다른 곳에서, 산악지형은 작고 고립된 조각(patches)들로 나타난다. 하지만 제나두는 넓은 지역을 커버하고 있고, 과학자들은 그것의 형성에 대한 다양한 이론들을 제안해왔다.” 그 지역에 대한 비행 애니메이션을 보기 원하면, PhysOrg 지의 기사를 클릭하여 보라. 내년에 카시니 우주선의 임무가 끝나기 전까지, 타이탄에 대한 네 번의 추가적 레이더 매핑이 있을 것이다.
홍수로 인한 캐니언들 (Astrobiology Magazine. 2016. 8. 10). 2016년 8월에 카시니 우주탐사선의 레이더는 액체 탄화수소(liquid hydrocarbons)에 의해 홍수가 난 것으로 보여지는, 타이탄의 극지방 호수들과 나란히 나있는, 날카로운 측면의 협곡(steep-sided canyons)들의 존재를 밝혀냈다. 과학자는 이들 협곡들을 포웰 호수(Lake Powell)와 같이, 지구에 있는 협곡들과 비교하였다. 액체 성분, 고체(암석) 성분, 온도 등은 다르지만, 비슷한 과정이 일어났던 것처럼 보였다. 그 협곡들은 얼마나 오래 되었을까? 그것은 해석의 문제이다 :
2005년 1월 14일, NASA/JPL에 의해서 이루어진, 타이탄에 호이겐스 프로브의 역사적인 착륙에 관한 놀라운 애니메이션을 YouTube에서 볼 수 있다. 실제 사진에 기초하여, 나레이션된 3.5분 짜리 영상물은, 대략 십억 마일 떨어진 천체의 지표면을 가까이에서 볼 수 있게 해준다.
수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 명왕성, 혜성, 소행성 등을 수십억 년의 장구한 연대와 적합시키기 위해서, 고민하며, 머리카락이 얼마 남지 않은 진화 과학자들이, 또 다시 타이탄을 장구한 연대로 유지하기 위해서 머리를 쥐어짜내는 것을 보는 것은 재미있는 일이다. 지적설계자가 이러한 현상들을 관측할 수 있는 위치에 천체들을 두셨기에, 우리는 즐겁게 이러한 현상들을 관측할 수 있는 것이다.
*관련기사 : NASA, '토성의 달에서 물과 메탄 발견' (2012. 6. 30. ZD넷 코리아)
http://www.zdnet.co.kr/news/news_view.asp?artice_id=20120630125559
속살 드러낸 토성의 달 타이탄...또렷한 해안선 물길 (2015. 2. 18. 전자신문)
http://www.etnews.com/20150217000001
타이탄의 '얼음구름' 포착 (2015. 11. 12. 아시아경제)
http://www.asiae.co.kr/news/view.htm?idxno=2015111206413357238
타이탄의 가장 높은 곳 (2016. 3. 25. 아시아경제)
http://www.asiae.co.kr/news/view.htm?idxno=2016032507185324208
토성 위성 타이탄서 ‘액체 가득한 협곡’ 발견 (2016. 8. 11. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20160811601006
타이탄에 부는 바람과 모래언덕 (2016. 9. 7. 아시아경제)
http://www.asiae.co.kr/news/view.htm?idxno=2016090807373046561
토성 속 샹그릴라의 진짜 모습 (2016. 9. 11. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20160912601003
번역 - 최건영, 미디어위원회
링크 - http://crev.info/2016/04/titan-takes-the-age-stage/
http://crev.info/2016/09/saturnews-and-titanews/
출처 - CEH. 2016. 4. 4 / 9. 16