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천문학

맹렬하게 화산을 분출하고 있는 목성의 위성 이오는 수십억 년의 태양계 나이를 거부한다.

맹렬하게 화산을 분출하고 있는 목성의 위성 이오는 

수십억 년의 태양계 나이를 거부한다. 

(The violent volcanoes of Io)


   1979년에 우주선 보이저 호가 달보다 약간 큰, 목성의 위성 이오(Io)에서 분출 중인 화산들을 발견했을 때 과학자들을 깜짝 놀랐다. 이후 34년 동안 이오는 조용했던 날이 하루도 없었다. 이오는 태양계에서 가장 맹렬한(지구의 화산 활동보다 100배나 큰) 화산 활동을 보이는 천체이다. 이오는 성경적 시간 틀을 믿는 사람들에게는 아무런 문제가 되지 않지만, 수십억 년의 연대를 믿고 있는 사람들에게는 심각한 미스터리가 되고 있다.



만약 태양계의 나이가 정말로 수십억 년이라면, 이러한 천체는 바깥 부분만이 아니라, 내부까지도 완전히 얼어붙어있어야만 한다. 왜냐하면, 이오는 태양으로부터 너무도 멀리 떨어져 있기 때문이다. 작은 물체는 큰 물체보다 훨씬 더 빠르게 냉각된다. 이오는 태양계에서 작은 위성에 속한다. 그래서 방사성 붕괴를 고려한다 하더라도, 이오의 내부는 오래 전에 차갑게 냉각되어 있어야만 한다. 그러나 이오는 믿을 수 없을 만큼 맹렬한 화산활동을 하고 있고, 알려진 가장 뜨거운 용암을 계속해서 분출하고 있는 중이다.

만약 태양계의 나이가 정말로 수십억 년이라면, 이러한 천체는 완전히 얼어붙어있어야만 한다.

미국의 유명한 옐로스톤 국립공원(Yellowstone National Park)은 간헐천과 뜨거운 온천을 포함하여, 활발한 화산활동으로 잘 알려져 있다. 이곳은 지표면 평방미터당 약 2와트의 열을 발생시키고 있다.[1] 그러나 이오의 평균 열 출력은 옐로스톤에 비해 약 50% 더 많은 평방미터당 3와트 이다.[2] 그리고 남극에서 북극까지 낮과 밤 지역 모두에서 놀랍게도 90,000기가와트의 열을 방출시키고 있다.[3]

모든 지표면에서 충돌 크레이터의 결여는 이들 화산활동이 이전의 모든 충돌 흔적들을 지우면서, 상당 기간 동안 지속되어왔음을 가리킨다. 이오의 모든 지표면들은 분출한 용암들로 재포장된 것으로 보인다.

한 과학자가 2003년에 계산을 했는데, 이오가 '지질학적 시간'(즉, 가정되는 수십억 년) 동안 현재의 분출량의 단지 10% 정도로만 분출해왔었다 하더라도, 그 분출량은 이오의 전체 무게보다 40배는 많은 량이 된다는 것이다.[4]

갈릴레오 우주선(Galileo spacecraft)은 1995년부터 2003년까지 8년 동안 목성의 용암 호수들과 화산분출 기둥들에 대한 장엄한 사진들을 전송해왔다. 1999년에 이오의 북극 근처에 있는 한 특별한 분화구는 매우 활발한 상태였다. 8년 후인 2007년에 뉴 호라이즌 우주선(New Horizons spacecraft)은 이오 옆을 비행하면서, 이 동일한 분화구로부터 320km 높이로 분출되는 폭발기둥을 발견했다. 갈릴레오는 약 600km(370마일) 높이로 분출하고 있는 화산기둥을 관측했었다. 이러한 폭발로 뿜어져 나온 물질은 목성 둘레에 거대한 도넛 모양의 고리(ring), 또는 원환체(torus)를 형성한다. 이 전하를 띤 원환체는 거대한 행성의 자기권에 영향을 미칠 수 있을 만큼 강력하다.


진화론자들은 이오를 어떻게 설명하고 있는가?

일상적인 대답은 조석마찰(tidal friction)이다. 당신의 손에 고무공을 비벼 마찰시키면, 따뜻해지는 것처럼, 이오는 목성과 이웃 위성인 유로파의 중력에 의해서 잡아당겨진다. 이것은 공전 궤도에서 수백 미터의 크기로 ‘땅들의 조수(land tides)’를 만들어낸다. 그러나 계산에 의하면, 이러한 조수 에너지는 너무도 낮아서 관측되는 엄청난 열을 만들어낼 수 없다. Icarus 지(May 2004)에 게재됐던 ‘갈릴레오 이후 이오(Io after Galileo)’라는 일련의 논문은 이러한 문제에 대한 만족스러운 해결책이 없음을 보여주었다. 만약 조석 메커니즘이 쉽게 답을 제공할 수 있다면, 이오의 분출을 볼 수 있는 것은 행운이라고 말하지 않았을 것이다.[3]

2012년 6월 제트추진연구소의 보도자료는 열 패턴은 ”일반적으로 받아들여지고 있는 조석마찰에 의한 내부가열 모델을 폐기시킨다”고 말했다. 2013년 NASA의 보도자료는 ”화산 분출구는 조석가열 모델 시에 있어야하는 곳에서 30~60° 매우 다른 위치에 있다”고 말했다.[5]

 이오는 수십억 년의 태양계 연대에 도전하고 있다.

이러한 조석마찰 모델은 부드러운 연약한 지각을 요구한다. 그러나 이 작은 위성은 로키 산맥과 히말라야 산맥에 필적하는 산맥들을 가지고 있다. 그 중 하나는 에베레스트 산의 거의 두 배의 높이인 17km에 이른다. 그러나 연약한 지각은 높은 산을 지지할 수 없다.


또 다른 문제

더군다나 일부 용암은 지구의 용암보다 더 뜨거운 1,340℃에 이른다.[6] 이것은 그 용암이 철과 마그네슘(iron and magnesium) 같은 원소가 풍부하고, 규소(silica)가 매우 낮은(<45 %) 초고철질 용암(ultramafic lava)일 수 있음을 가리킨다. 규소가 풍부한 용암은 기껏해야 1,200℃ 정도이다. 그러나 이것은 또 다른 수수께끼를 만들어낸다. 왜냐하면 초고철질 암석은 밀도가 매우 높기 때문이다. 지구의 지각 아래에 있는 맨틀은 초고철질 암석으로 구성되어 있다. 진화론이 주장하는 것처럼 수십억 년의 시간이 흘렀다면, 고밀도의 무거운 암석은 핵 근처로 가라앉고, 저밀도의 암석은 지각 근처에 있게 되어, 이러한 뜨거운 고밀도의 용암의 분출을 방해했을 것이다.[4]

이오는 수십억 년의 태양계 나이에 심각한 의문을 제기한다. 2001년 2월 22일에 관측된 기록적인 폭발은 지금까지 태양계에서 있었던 가장 큰 폭발이었다. 그것은 이탈리아 시칠리아의 에트나(Etna) 화산의 면적보다 1천 배나 더 큰 지역을 뒤덮었다. 이 하나의 폭발은 이오의 다른 모든 화산들의 폭발과 필적하는 것이었다. 한 달도 안 되어 또 다른 거대한 폭발이 다른 위치에서 일어났다. 그리고 2003년 3월에 또 다른 ‘거대폭발(superburst)'이 있었다. 그리고 2006년에 있었던 또 다른 폭발은 7.7조(trillion) 와트의 폭발로 측정됐다.[7] 이러한 폭발들은 위성 역사에서 비정상적인 것이며 극히 드문 사건이라고 가정하는 것은 합리적일 수 없다. 즉 Nature 지에서 언급했던 것처럼 위성 역사에서 분출 중인 장면을 보는 일은 순전히 요행이라고 말하는 것은 합리적이지 않다는 것이다.[3]

창조 이후 6천 년 정도의 성경적 시간 틀 내에서, 초기에 더 활발한 화산활동을 했던 이오는 서서히 냉각되어 왔다. 그러나 수십억 년 동안 이와 같은 분출활동을 해왔을 것이라는 진화론적 설명은 매우 비합리적이다. 수많은 젊은 태양계를 가리키는 증거들 중에서, 이오는 가장 장엄한 증거 중의 하나인 것이다.



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Further Reading
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References and notes
1.Questions About Heat Flow and Geothermal Energy at Yellowstone, US Geological Society, volcanoes.usgs.gov, 29 November 2012.
2.Veeder, J. et al., The polar contribution to the heat flow of Io, Icarus 169(1):264–270, May 2004 | doi:10.1016/j.icarus.2003.11.016.
3.McKee, M., Planetary Science: Caught in the Act, Nature 493(7434):592–596, 31 January 2013 | doi:10.1038/493592a.
4.McEwen, A.S., Active Volcanism on Io, Science 297(5590):2220–2221, 27 September 2002| doi: 10.1126/science.1076908.
5.Neal-Jones, N and Steigerwald, B, Scientists to Io: your volcanoes are in the wrong place, nasa.gov, 4 April 2013.
6.Keszthelyi, L. et al. a, , New estimates for Io eruption temperatures: Implications for the interior, Icarus 192( 2):491–502, 15 December 2007 | doi:10.1016/j.icarus.2007.07.008.
7.Laver, C. et al., Tvashtar awakening detected in April 2006 with OSIRIS at the W.M. Keck Observatory, Icarus 191(2): 749–754, 15 November 2007 | doi:10.1016/j.icarus.2007.06.022.

 

*참조 : 목성 위성도 화산 폭발?…‘이오’ 근접 사진 눈길 (2011. 5. 24. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20110524601007

.3개 화산 동시 폭발, 목성 위성의 300km 높이 화산폭발 장면 (2007. 3. 15. 조선일보)
http://photo.chosun.com/site/data/html_dir/2007/03/15/2007031500590.html

초대형 우주 화산…용암이 초록색? 설마…(2013. 9. 6. 동아일보)
http://news.donga.com/Main/3/all/20130906/57503849/2

초대형 우주 화산, 분출 높이가 400km, ‘지구였다면 재앙 수준’ (2013. 9. 5. 동아일보)
http://news.donga.com/Main/3/all/20130905/57482871/1

초대형 우주화산 - 목성의 위성 이오의 엄청난 화산분출 - 다음 TV팟 (동영상)
http://tvpot.daum.net/v/v33afZTxdd1qEmmR1oRVRfd

목성의 달 ‘이오’서 초대형 화산 폭발 포착 (2014. 8. 5. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20140805601009

Our Created Solar System : What You Aren't Being Told
http://www.youtube.com/watch?v=dfJmKIJjpPY

http://www.youtube.com/watch?v=eGQzmSQE6Co&feature=related (이오, 유로파...)

이오의 사진 http://pirlwww.lpl.arizona.edu/missions/Galileo/releases



번역 - 미디어위원회

링크 - http://creation.com/io-volcanoes

출처 - Creation 35(4):54–55, October 2013

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6068

참고 : 5077|4051|4065|1879|5012|4327|4180|3846|3903|4179|5846|5811|4666|4665|4664|5937|6121|6637|6538|6517|6509|6473|6460|6454|6412|6398|6368|6362|6357|6356|6343|6342|6298|6273|6267|6261|6231|6213|6202|6195|6194|6169|6140|6068|6045|5993|5987|5982|5929|5890|5865|5833|5798|5791|5777|5745|5696|5693|5685|5662|5659|5585|5575|5537|5422|5404|5388|5329|5315|5304|5246|5187|5188|5184|5075|5039|4475|4429|4428|4316|4216|4196|4129|4123|4036|3992|3984|3972|3955|3904|3823|3798|3748|3716|3703|3625|3430|3404



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