명왕성의 얼음 화산은 젊음에 틀림없다.

미디어위원회

2023-11-16

명왕성의 얼음 화산은 젊음에 틀림없다.

(Pluto Volcano Must Be Young)

David F. Coppedge

명왕성의 극저온 슈퍼화산은 행성의 나이만큼 오래되었을 수 없다.

비교적 최근에 폭발하게 된 이유는 무엇일까?

명왕성의 특이한 분화구는 슈퍼화산일지도 모른다.(Universe Today, 2023. 10. 23). 태양계의 새로운 슈퍼화산(supervolcano)인 킬라드제(Kiladze)를 만나보라. 이 화산은 뜨거운 용암이 아닌, 얼음을 분출했다. 하지만 얼음을 분출한다는 것은 물이 명왕성(Pluto) 내부로 이동할 수 있다는 것을 의미한다. 태양에서 아주 멀리 떨어진 태양계의 얼음상자 지역을 45억 년 동안 공전해온 명왕성이 어떻게 그럴 수 있었을까?

캐롤린 피터슨(Carolyn Peterson) 기자는 2023년 5월 arXiv 지에 발표된 한 연구에 주목했다. 데일 크룩생크(Dale Cruikshank)와 다른 행성과학자들은 스푸트니크 평원(Sputnik Planitia, 명왕성의 분화구가 없는 하트 모양의 지역)의 가장자리 부근에 있는 버질 포세(Virgil Fosse)라는 지역을 확대하여 살펴보았다. 이 지역의 일부에는 행성 역사상 여러 번 폭발했던 슈퍼화산처럼 보이는 것이 있었는데, 이는 내부에서 표면으로 물질을 이동시키기에 충분한 열이 남아 있었음을 의미한다. (슈퍼화산은 최소 1,000㎢에 걸쳐 물질을 분출해놓은 분출구로 간주된다). 이 지형의 이름은 킬라드제이다.

행성과학자인 데일 크룩생크와 그의 동료들은 명왕성의 킬라드제 크레이터(Kiladze Crater)라는 기이한 지형을 연구해 왔다. 이 분화구의 존재는 명왕성 내부에서 어떤 일이 일어나서 이 기이한 풍경을 만들어냈는지에 대한 많은 의문을 불러일으킨다. 연구자들은 최근 이 지역을 탐사하고, 그 모양에 대한 설명을 제공하는 논문을 발표했다.

수십억 년 전에 단단하게 얼어붙었을 행성이 어떻게 "젊은" 화산을 움직일 만큼 충분한 열을 갖고 있을 수 있었을까? 연구자들은 명왕성의 역사에서 화산이 간헐적으로 분출했다고 믿고 있었으며, 가장 최근의 퇴적물은 진화론적 연대로 200만~300만 년 전의 것으로 추정하고 있었다. 이는 명왕성 추정 나이의 0.067%에도 미치지 못하는 수치이다. 크룩생크는 이 수수께끼에 대한 답을 알고 있을까?

가열이 범인이라고 크룩생크는 말한다. "명왕성의 경우 내부 열이 표면의 일부 지역에서 볼 수 있는 화산 활동의 원인으로 예상되지만, 명왕성 지하에 물과 다양한 화학물질들로 이루어진 전 행성적 바다가 있는지, 아니면 단순히 명왕성이 형성됐을 때부터 뜨거웠던 내부에 물 포켓과 화학물질들이 남겨진 것인지는 알 수 없다"라고 그는 말했다. "이것은 차세대 행성과학자들이 풀어야 할 미스터리이다."

.명왕성에 있는 스푸트니크 평원의 하이초 팔루스(Hyecho Palus) SW의 부분으로, 라이트 몬스(Wright Mons, 거대한 얼음화산, 가운데)를 보여준다. <Credit: Schenk et al, Icarus, 2018.> 라이트 몬스는 2018년 논문에서 조사된 두 개의 거대한 얼음화산 중 하나이다.

킬라드제 칼데라 : 명왕성에 있을 수 있는 "슈퍼화산"(Cornell arXiv Preprint Server, 2023. 5. 22). 이 논문에서 연구팀은 수십억 년 동안 지속될 수 있었던 열원이 무엇인지에 대한 문제를 다루지 않고 있었다. 그러나 그들은 이 분출구에 있는 신선해 보이는 퇴적물이 젊음에 틀림없다는 것을 알고 있었다. 진화 과학자들에게 "젊다"는 것은 수백만 년 정도의 진화론적 연대가 될 수 있지만, 이 경우에도 태양계의 추정 나이에 훨씬 못 미친다.

앞에서의 논의를 고려할 때, 킬라드제의 물 얼음은 지질학적으로 젊다는 논리적 결론을 내릴 수 있다. 10mm 두께의 안개 입자가 표면에 축적되어 주요 물 얼음 흡수대를 가릴 수 있다면, 그러한 층은 약 300만 년 안에 형성됐을 것이다. 표면의 얼음 스펙트럼 서명을 가리기 위해 더 두꺼운 에어로졸 입자층이 필요하다면, 축적 시간 척도는 그에 따라 더 길어지겠지만, 10억 년 보다 훨씬 적을 것이다.

가장 높은 추정치인 10억 년(1Gy)도 여전히 충분치 않은 시간이다. 이것은 태양계 나이의 1/5이 조금 넘는 시간이다. 4.5m 길이의 밧줄을 연대표로 그려서 가까운 쪽 끝에 1m를 표시하면, 명왕성을 나타내는 밧줄의 대부분은 명왕성의 역사 대부분 동안 활발하게 분출 활동했으며, 명왕성의 다른 지형들은 그것보다 더 젊어 보인다.(아래 참조 글들을 보라).

2015년 뉴호라이즌스(New Horizons) 우주탐사선이 명왕성을 발견하기 전, 행성과학자들은 명왕성이 충돌 크레이터들로 뒤덮인 얼음 덩어리 천체일 것으로 예상했었다. 2016. 6. 1일자 National Geographic 지는 "과학자들은 작고 얼어붙은 세계에서 그러한 활발한 지질활동을 볼 수 있을 거라고는 전혀 예상하지 못했다"고 언급했었다. 같은 날 Science Daily 지도 "많은 사람들이 명왕성이 차갑고 죽어있는 세계일 것이라고 예상했었다"라고 보도하며, 이에 동의했었다. 수석과학자인 앨런 스턴(Alan Stern)은 명왕성 표면의 젊은 지형을 보고, "45억 년 후에도 명왕성이 지질학적으로 활동 중이라는 사실을 발견했다"며, "이것은 대서특필로 보도해도 부족할 것이다“라고 감탄했었다.

*참조 : ▶ 젊은 우주의 증거들 - 명왕성

https://creation.kr/Topic301/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6689057&t=board

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▶ 엔셀라두스

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▶ 수성

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▶ 금성

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