LIBRARY

KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

연대문제

미디어위원회
2019-10-21

35억 년(?) 전 스트로마톨라이트 화석에서 유기물질이 발견되었다.
(Preserved Organics Found in Ancient Stromatolites)

by Tim Clarey, PH.D.


     진화 과학자들은 지구상 “최초 생명체”의 증거를 지속적으로 찾고 있다. 그들의 가장 최근 주장은 호주에서 잘 보존된 스트로마톨라이트(stromatolite) 화석에 관한 것이다. 스트로마톨라이트는 복잡한 유형의 광합성 박테리아인, 남세균(cyanobacteria)에 의해 형성된 미세한 적층 바이오매트(laminated biomats)이다. 화석 스트로마톨라이트는 현대 스트로마톨라이트와 유사한 둔덕 구조(mounded structures)로 발견된다. 화석은 박테리아 자체로 된 것이 아니라, 생물학적 활동에 의해 형성된 독특한 퇴적물 트래핑 매트(sediment-trapping mats)로 구성된다.

호주 사우스웨일즈 대학 우주생물학 연구소의 라파엘 바움가트너(Raphael Baumgartner)는 Geology 지에 게재된 논문에서, 호주 서부의 드레서 지층(Dresser Formation)의 암석에서 생물학적 활동에 대한 확실한 증거를 발견했다고 주장했다.[1] 그들은 세속적 연대측정 방법으로 35억 년 된 암석에서 지구에서 가장 오래된 생명체의 증거를 발견했다는 것이다.[1]

그리고 그들은 전혀 예상치 못하게, 화석 내에 필라멘트 가닥으로 보존되어있는 유기물질을 발견했다는 것이다. 바움가트너는 다음과 같이 설명했다 :

우리가 발견한 스트로마톨라이트 황철석(pyrite) 내에 보존되어 있는 유기물질은 흥분되는 것이었다. 미생물의 생물막(스트로마톨라이트)에 일반적으로 남아있는 예외적으로 잘 보존된 응집성 필라멘트와 가닥을 보았을 때, 나는 매우 놀랐다. 이 프로젝트를 시작하기 전에, 이러한 수준의 증거를 발견하리라고는 전혀 예상하지 못했다.[2]

흥미롭게도 약 35억 년 전으로 주장되는 스트로마톨라이트의 진화는 지구에서 생명체 기원의 시점에 관해서 진화 과학자들에게 심각한 문제를 야기시킨다. 남세균은 어떻게 그렇게 빨리 진화했을 수 있었을까? 지구의 나이가 약 45억5천만 년 전이라는 그들의 가정하에서, 생명체는 약 10억 년 이내에 광합성을 하고, 서식지를 점령하는 능력을 발전시켜야 했을 것이다.[3]

홍수 지질학자들은 이 암석의 연대에 대해 논쟁을 벌이고 있는데, 그들의 연대 추정에 사용된 방사성동위원소 연대측정 방법은 매우 의심스러운 가정들에 기초하고 있다는 사실을 지적해왔다.[4] 고대 스트로마톨라이트 화석에서 보존된 유기물질의 발견은 이들 화석의 나이가 매우 젊음을 가리킨다.

창조과학자들은 창조주간 제3일에 하나님께서 원래 생물군의 일부로 스트로마톨라이트를 창조하셨다고 믿고 있다. 호주 서부의 지층 암석을 포함하여, 전 세계의 홍수 이전 암석(시생대 및 원생대 암석)들의 많은 것들이 홍수 퇴적물 아래에 수많은 스트로마톨라이트 화석들을 보존한 채로 묻혀있다는 사실은 놀라운 일이 아니다.[5]

스트로마톨라이트는 홍수 이전의 독특했던 환경에서 급격히 확산되었으며, 창조와 노아 홍수 사이에서 1650년 동안 크게 번성했다. 또한 창조과학자들은 홍수의 격변적인 특성은 지구 표면을 재형성했고, 스트로마톨라이트가 번성했던 홍수 이전 환경의 대부분을 파괴했을 것이라고 제안해왔다.[6]

오늘날 스트로마톨라이트는 특수한 환경에서만 존재하며, “살아있는 화석”의 또 하나의 사례가 되고 있다.[5] 고대 스트로마톨라이트 화석은 오늘날 살아있는 것과 동일한 모습이다. 세속적 과학은 이 유기체 화석이 35억 년 전의 것이라고 주장하지만, 어떠한 진화도 보여주지 않는다. 스트로마톨라이트는 최근 창조와 최근 홍수를 지지한다.


References
1. Baumgartner, R. J. et at. 2019. Nano-porous pyrite and organic matter in 3.5-billion-year-old stromatolites record primordial life. Geology: doi/10.1130/G46365.1
2. Starr, M. 2019. A Mind-Blowing Study Just Confirmed Earth Had Living Organisms 3.5 Billion Years Ago. Posted on sciencealert.com on September 26, 2019, accessed September 30, 2019.
3. Clarey, T. 2018. Stromatolites: Evidence of Pre-Flood Hydrology. Acts & Facts. 47 (5): 10-12.
4. Cupps, V. 2019. Rethinking Radiometric Dating: Evidence for a Young Earth from a Nuclear Physicist. Dallas, TX: Institute for Creation Research.
5. Clarey, T. 2018. Stromatolites by Land and by Sea. Creation Science Update. Posted on ICR.org January 22, 2018.
6. Purdom, G. and A. A. Snelling. 2013. Survey of Microbial Composition and Mechanisms of Living Stromatolites of the Bahamas and Australia: Developing Criteria to Determine the Biogenicity of Fossil Stromatolites. In Proceedings of the Seventh International Conference on Creationism. M. Horstemeyer, ed. Pittsburgh, PA: Creation Science Fellowship.

*Dr. Clarey is Research Associate is at the Institute for Creation Research and earned his doctorate in geology from Western Michigan University. 


*참조 : 스트로마톨라이트는 바다에서도 육지에서도 발견된다!
http://creation.kr/LivingFossils/?idx=1294826&bmode=view

35억년간 진화하지 않은 스트로마톨라이트(youtube)
https://www.youtube.com/watch?v=UvbzUIVH80k


출처 : ICR, 2019. 10. 15.
주소 : https://www.icr.org/article/11583/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2019-09-25

공룡 화석들에서 연부조직이 또 다시 발견되었다.

(Over a Dozen More Dinosaur Soft Tissues) 

by Brian Thomas, PH.D.


     세 명의 과학자들이 무균 기술을 사용하여 17개의 공룡 화석(dinosaur fossils)들을 수집했고, 표본 내부 깊은 곳에 원래의 연부조직이 아직도 남아있는지를 조사했다. 그들은 무엇을 발견했을까?

표본들 중에서 에드몬토사우루스(Edmontosaurus, 오리주둥이 공룡의 한 종) 화석 표본은 사우스다코타의 스탠딩록 하드로사우르스 발굴지역(Standing Rock Hadrosaur Site)의 헬크릭 지층(Hell Creek Formation) 노두에서 발굴된 것이었다. 그곳에서 오리주둥이 공룡(hadrosaur) 뼈들은 그랜드 리버(Grand River)의 강둑에 쌓여있는 퇴적물에 파묻혀있었다. 과학자들은 Cretaceous Research 저널에 그들의 발견을 보고했다.[1]

표본들은 뼈, 골화(경화)된 힘줄 조각, 이빨 하나 등을 포함하여 모두 20개나 된다. 연구자들은 표면이 씻겨져 나간 일부를 포함하여, 다양한 깊이에서 시료들을 채취했다. 그들은 시료들에서 단단한 광물들을 용해시킨 다음, 남아있던 연부조직(soft tissues)을 분석했다. 그들의 사진은 골세포(뼈세포), 혈관, 섬유성 기질(fibrous matrix)이라고 불리는 결합조직 등을 보여주고 있었다.

<공룡 연부조직의 사진은 여기를 클릭>

.에드몬토사우루스 조직의 현미경 사진에는 섬유성 기질, 골세포, 혈관 조각들이 남아있었다.


20개 중 10개 표본은 골세포를 풍부하게 가지고 있었고, 3개에는 없었으며, 나머지는 매우 많거나 매우 적었다. 20개 중 6개는 풍부한 혈관 잔유물이 남아 있었고, 그 중 4개는 풍부한 섬유성 기질이 남아 있었다.

연구 저자들은 “스탠딩록 하드로사우르스 발굴지역에서 채취한 에드몬토사우루스 표본에서 광물들을 제거한 후에, 척추동물의 골세포, 혈관, 섬유성/단백질 기질과 형태적으로 일치하는 풍부한 미세구조들을 보여주었다.”[1] 척추동물의 뼈들은 색깔, 크기, 모양에서 원래의 연부조직과 일치하는(박테리아가 만든 것이 아닌) 것들을 갖고 있었다.

논문은 이러한 짧은 수명의 생물학적 유기물질이 어떻게 수천만 년 동안 존재할 수 있었는지에 대해서는 다루지 있지 않았다. 이 분야의 다른 연구자들과 마찬가지로, 논문의 저자들은 수천만 년 전에 매몰되어 땅속에 파묻혀있던 이들 화석 내부에서 이 조직들은 어떻게든 남아있었다고 말했다.

그렇게 오랜 세월 동안 이들 연부조직이 분해되지 않도록 했던 과정은 무엇이었는가? 연구자들은 퇴적물 주변에 있던 높은 농도의 철(iron)이 박테리아로부터 보호막을 형성했을 것이라는 주장을 인용하고 있었다. 그러나 박테리아는 죽은 사체에 대한 첫 번째 공격에 불과하다. 화학적 공격은 계속해서 끊임없이 일어난다.

철은 주변 암석에서 발견되는, 때때로 뼈 표면에 달라붙어있는, 둥근 능철광(siderite) 덩어리를 형성하는 데 도움이 되었다는 것이다. 연구 저자들은 “아마도 가장 중요한 단계였을 수 있는 것은 이러한 능철광 응결물의 성장이다.”라고 썼다. 그들은 능철광과 같은 철 또는 철-기반 광물이 연부조직의 분해를 중지시키는 것을 보여주는 실험을 수행했는가? 아니다. 이런 종류의 결론은 과학이 아니라, 추론이며, 순환논법(circular reasoning)의 일종인 것이다.[2] 사실, 철에 대한 실험은 세포와 혈관에서 발견되는 것과 같은 유기물질의 분해를 중지시키는 것이 아니라, 가속시키는 것으로 보고되고 있다.[3, 4]

공룡 화석들에서 아직도 원래의 연부조직과 생체 유기물질들이 남아있다는, 이미 발견된 다른 수십 건의 사례들과 함께, 이 새로 발견된 공룡 화석의 연부조직을 설명할 수 있는 한 가지 방법이 있다. 그것은 수억 수천만 년 전이라는 연대 대신에, 수천 년 전으로 연대로 수정하는 것이다. 이 단축된 시간 틀은 진화론을 위태롭게 만들 것이지만, 공룡 뼈에 아직도 연부조직이 남아있는 사실과 성경적 시간 틀과는 일치하는 것이다.


References

1.Ullmann, P. V., S. H. Pandya, and R. Nellermoe. 2019.Patterns of soft tissue and cellular preservation in relation to fossil bone tissue structure and overburden depth at the Standing Rock Hadrosaur Site, Maastrichtian Hell Creek Formation, South Dakota, USA. Cretaceous Research. 99(2019): 1-13.

2.The typical circular argument concludes that iron (or some other factor) must have preserved tissues for millions of years merely because the fossil is supposedly that old. Scientific conclusions should instead come from data, not from poor logic like this.

3.Prousek, J. 2007. Fenton chemistry in biology and in medicine. Pure & Applied Chemistry. 79(12): 2325-2338.

4.Winterbourn, C. C. 1995. Toxicity of iron and hydrogen peroxide: the Fenton reaction. Toxicology Letters. 82-83: 969-974.


*Dr. Brian Thomas is a Research Associate at the Institute for Creation Research and earned his Ph.D. in paleobiochemistry from the University of Liverpool.



*참조 : 또 다시 발견된 공룡의 적혈구와 연부조직은 창조론자의 예측을 확증하고 있었다.

http://creation.kr/Dinosaur/?idx=1294604&bmode=view


공룡 연부조직의 발견으로 인한 20년 간의 동요 : 화석에서 나는 냄새는 보고될 수 없었다.

http://creation.kr/Circulation/?idx=1295028&bmode=view


계속되고 있는 혼란 : 놀라운 공룡의 연부조직 발견

http://creation.kr/Dinosaur/?idx=1294500&bmode=view


공룡 피의 발견에 대한 신기록이 수립되다 : 1억9천5백만 년 전의 공룡 늑골에서 발견된 혈액세포

http://creation.kr/YoungEarth/?idx=1289530&bmode=view



출처 : ICR, 2019. 9. 12.

주소 : https://www.icr.org/article/over-a-dozen-more-dinosaur-soft-tissues/

번역 : 미디어위원회

박지훈(미디어간사)
2019-01-11

땅 속 깊은 곳에 막대한 량의 미생물들이 존재한다.

: 석유가 지하에서 수백 수천만 년 동안 유지될 수 있었을까?

(New Reservoir of Life Eats Oil)

by Tim Clarey, Ph.D.


    세속적 지질학자들은 석유(oil)가 지하에서 수백만 년 동안 유지될 수 있었다고 오랫동안 주장해 왔다. 그 이유는 석유는 80℃ 정도에서 저온 살균되어 더 이상의 생분해가 일어나지 않기 때문이라는 것이다.[1] 이들 지질학자들은 지하 온도가 미생물이 활동하기에 너무 고온이기 때문에, 석유가 수백만 년 동안 보존될 수 있다고 주장한다. 그리고 한때 석유는 저온살균(미생물이 파괴되기에 충분하게 가열)되었고, 암석도 고온으로 살균되었기 때문에, 장구한 시간이 지나도 어느 정도 원시 상태로 남아있을 수 있다는 것이다.

그러나 최근 52개국 1,200명의 과학자들이 참여하여, 10년간 수행된 연구 결과에 의하면, 이러한 저온살균 개념은 의문스럽게 되었다.[2] 이들 과학자들은 5km 이상의 깊이로 굴착한 여러 시추공에서 수많은 시료들을 수집했다. 그들은 지표면 아래에 땅속 깊은 곳에 막대한 양의 생명체들이 있음을 발견했다.

 그들은 이 지하생태계(underground ecosystem)는 전 세계의 바다생태계 부피의 두 배에 달하고, 지구상에 있는 모든 사람들의 무게보다 수백 배 더 무겁다고 추정했다.[2]

그들의 결과는 지하 미생물총(박테리아와 고세균들)의 약 70%는 끓는 온도인 100℃ 보다 훨씬 높은 121℃ (250℉)에 이르는 온도에서도 살아가고 있음을 제시하는 것이다.[1]

가디언(The Guardian) 지는 보도했다 :

과학자들은 생명체가 존재할 수 없는 한계점을 찾아내려고 노력해왔지만, 깊이 팔수록 더 많은 생명체를 발견했다. 현재 최대 온도는 122℃(251.6℉)이다. 그러나 계속해서 더 복잡한 도구를 개발하여 탐사하면 그 기록은 깨질 것이라고, 연구자들은 생각하고 있었다.[2]

"그것은 지구상에서 생명체들의 완전히 새로운 저장고(reservoir)를 발견한 것과 같다"고 테네시 대학(University of Tennessee)의 부교수인 카렌 로이드(Karen Lloyd)는 말했다. "우리는 항상 새로운 타입의 생명체를 발견하고 있다. 너무도 많은 생명체들이 지구 표면보다 지구 내부에 있다."[2] 

이 발견은 지구의 극한의 온도에서도 생명체가 번성할 수 있음을 보여준다. 박테리아와 같은 미생물은 지하 깊숙한 곳에서 사라지지 않고 있었던 것이다. 사실 깊이나 온도에 관계없이, 보이는 곳이나, 굴착한 곳마다 존재했다.

이 발견은 수백 수천만 년의 오래된 석유 개념이 가정들에 기초한 환상임을 가리킨다. 그리고 이러한 가정들은 이제 거짓임이 드러났다. 저온 살균된 석유 같은 것은 없었다.


석유는 단지 수천 년 전의 전 지구적 홍수로 인해 빠르게 묻혔던 바다 조류(algae)로부터 유래한 것이다.


석유는 단지 수천 년 전의 전 지구적 홍수로 인해 빠르게 묻혔던 바다 조류(marine algae)로부터 유래한 것이다.[3, 4] 지구의 나이가 정말로 오래되었다면, 전 세계의 매장된 석유는 오래 전에 박테리아의 활동으로 인해 분해되었을 것이다. 그리고 오늘날 발견되는 고압으로 매장되어 있는 지질학적 지역은 오래 전에 그 압력이 소실되었을 것이다.

2010년 멕시코 만에서 발생했던 ‘딥워터 호라이즌 기름 유출 사고(Deepwater Horizon oil spill)에서와 같이, 지표면에서 석유는 박테리아의 활동에 의해 빠르게 분해된다는(먹혀진다는) 것은 잘 알려져 있다.[5] 박테리아는 어디에나 있으며, 사용할 수 있는 유기물을 소비한다. 공룡 뼈에 아직도 남아있는 연부조직(soft tissue)처럼, 석유도 수백 수천만 년 동안 지속될 수 없다.


References

1. Wilhelms, A. et al. 2001. Biodegradation of oil in uplifted basins prevented by deep-burial sterilization. Nature. 411(6841): 1034-1037.

2. Watts, J. 2018. Scientists identify vast underground ecosystem containing billions of microorganisms. Posted on theguardian.com on December 10, 2018, accessed December 13, 2018.

3. Clarey, T. 2013. Oil, Fracking, and a Recent Global Flood. Acts & Facts. 42 (10): 14-15.

4. Clarey, T. 2014. Rapidly Forming Oil Supports Flood Timeframe. Acts & Facts. 43 (3): 14-15.

5. Foley, J. A. Oil From Deepwater Horizon Spill Broken Down By Hungry Ocean Bacteria, Researcher Says. Nature World News. Posted on natureworldnews.com April 8, 2013, accessed August 15, 2013.

*Dr. Tim Clarey is Research Associate at ICR and earned a doctorate in geology from Western Michigan University.


*관련기사 : 땅속에 사는 미생물, 무려 230억 톤(2019. 1. 23. The Science Times)

https://www.sciencetimes.co.kr/?news=%EB%95%85%EC%86%8D%EC%97%90-%EC%82%AC%EB%8A%94-%EB%AF%B8%EC%83%9D%EB%AC%BC-%EB%AC%B4%EB%A0%A4-230%EC%96%B5-%ED%86%A4

"인간의 수백 배"···땅 속 깊은곳 엄청난 생명체의 정체 (2018. 12. 12. 중앙일보)

https://www.joongang.co.kr/article/23202698


출처 : ICR, 2019. 1. 10.

주소 : https://www.icr.org/article/11114/

번역 : 미디어위원회



박지훈(미디어간사)
2018-12-21

수억 년(?) 전 화석의 연부조직은 토스트로 보존됐는가?

(Soft Tissue Fossils Preserved by Toasting?)

by Brian Thomas



   한 연구팀은 원래의 단백질(original proteins)이 지구의 지각에서 수억 수천만 년 동안 어떻게 지속되었는지를 설명할 수 있다고 생각하는, 한 화석화(fossilization) 형태를 기술하고 있었다. 그것은 어떤 화석 모습과 일치하지만, 대답되지 않고 있는 두 가지 핵심 질문을 남겨놓고 있었다. 그리고 화석에 남아있는 연부조직은 여전히 젊게 보인다.


예일대학의 재스미나 위만(Jasmina Wiemann)과 그녀의 동료들은 Nature Communications 지에 게재된 논문에서, 화석에서 발견된 연부조직과 실험실에서 핫플레이트(hot plate)로 구운(toasted) 조직 사이에 두 가지 유사점을 이끌어냈다.[1] 첫째, 두 조직 모두 색이 더 짙다. 이것은 자주 발생하는데, 예를 들어 깎은 사과 조각은 놓아두면 짙은 색깔로 변한다. 둘째, 실제 화석과 인공 화석 둘 다 비슷한 적외선 스펙트럼을 보였다. 이 스펙트럼은 주어진 시료의 화학적 성질을 나타낸다. 이 경우에 스펙트럼은 단백질이 교차 결합되어(crosslinked) 고분자를 형성한다는 것을 보여주었다.


이들 어두운 중합체(dark polymers)는 더 이상 단백질이 아님에도 불구하고, 원래의 조직 모양을 유지하고 있었다. 연구 결과도 이것에 동의했지만, 연구 저자들은 소설 같은 이야기를 지어내고 있었다. 그들의 화석 연부조직의 보존에 관한 토스트 모델(toast model)에 따르면, 이들 중합체는 근처의 단백질을 미생물 및 심지어 화학적 상호작용으로부터  차폐한다는 것이다.


이러한 방패가 어떻게든 1억5천만 년이 넘도록 단백질을 존재하게 만들었다는 결론에 연구팀은 어떻게 도달했던 것일까? 첫째, 그들은 화석의 단백질과 고분자들이 수억 수천만 년 동안 거의 분해되지 않고 지층 속에 놓여있었다고 가정하고, 이 실험을 수행했다. 이것은 그러한 장구한 연대가 사실인지에 대한 질문을 불러일으킨다. 장기간 보존 실험은 이러한 유기분자가 얼마나 오래 지속될 수 있는지를 보여주는 적절한 방법이었을지는 모르나, 그러한 장구한 연대가 사실인지에 대한 실험을 한 것이 아니다.


두 번째 대답되지 않고 있는 질문은 어떤 화석에서 발견되는 것처럼, 외피의 코팅이 없는, 전적으로 부드러운 연부조직들은 어떻게 남아있을 수 있었는가? 하는 것이다. 예를 들어, 노스캐롤라이나 대학의 고생물학자인 메리 슈바이처(Mary Schweitzer)는 공룡 티라노사우루스 렉스(T. rex)의 연부조직을 잡아당기자 늘어났다가 다시 돌아가는 모습을 비디오로 촬영했다.[2] 이후에 아미티지(Armitage)와 앤더슨(Anderson)은 지표면 근처에서 발굴된 공룡 트리케라톱스(Triceratops)의 뿔 중심부에서 연부조직의 유연한 얇은 막(pliable sheet)을 발견했음을 보고했다.[3]


화석의 원래 물질이 5억1천만 년 동안 유연한 상태로 남아있을 수 있다는 생각은 정말로 우스꽝스럽다.


그러나 선캄브리아기의 대양 바닥에 살던 한 벌레 화석은 연부조직 최장수 상을 받았다. 화석의 원래 물질이 5억1천만 년 동안 완전히 유연한 상태로 남아있을 수 있다는 생각은 정말로 우스꽝스럽다. Journal of Paleontology 지에 그 발견을 보고한 연구자들은, "광물들은 연부조직의 어떠한 부분에서도 대체되어있지 않았다. 벌레 껍질의 탄소성 물질은 원래 상태로 있었고, 껍질의 원래의 층, 질감, 구조가 보존되어 있었다(광물로 치환되지 않았음)“는 것이다. 연구자들은 벌레 껍질의 부드러운 변형에서 볼 수 있었던 것처럼, 그것은 아직도 유연했다고 묘사하고 있었다.[4] 거기에 짙은 딱딱한 외피의 토스트(toast)는 없었다.


토스트 모델은 일부 장점이 있지만, 궁극적으로는 분해 실험에서 나쁜 논리로 대체되고 있었고, 토스트 되지 않았으면서도 화석에 남아있는 연부조직과 단백질들을 무시하고 있었던 것이다. 연부조직 보존에 관한 토스트 모델은 다시 핫플레이트 위로 올라가야 할 것으로 보인다.



References

1. Wiemann, J. 2018. Fossilization transforms vertebrate hard tissue proteins into N-heterocyclic polymers, Nature Communications. 9: 4741.

2. B-Rex. 60 Minutes. Aired on CBS November 15, 2009. Posted on youtube.com December 26, 2010.

3. Armitage, M. H., and K. L. Anderson. 2013. Soft sheets of fibrillar bone from a fossil of the supraorbital horn of the dinosaur Triceratops horridus. Acta Histochemica. 115(6): 603-608.

4. Moczydlowska, M., F. Westall, F. Foucher. 2014. Microstructure and Biogeochemistry of the Organically Preserved Ediacaran Metazoan Sabellidites. Journal of Paleontology. 88(2): 224-239.

*Brian Thomas is Science Writer at the Institute for Creation Research.

Article posted on December 20, 2018.



출처 : ICR, 2018. 12. 20.

주소 : https://www.icr.org/article/soft-tissue-fossils-preserved-by-toasting/

번역 : 미디어위원회


박지훈(미디어간사)
2018-11-21

엔셀라두스와 유로파 간헐천들의 열원 문제는

아직도 해결되지 않고 있다.

(Another Method to Heat Enceladus Falls Short)

David F. Coppedge


   토성의 작은 위성 엔셀라두스(Enceladus)는 수십억 년 동안 옐로우스톤보다 더 많은 열을 방출하고 있는 간헐천(geysers)들을 어떻게 유지해올 수 있었는가?

엔셀라두스는 지금도 분출 중이다. 약 100여개의 분출구들은 수증기, 가스, 먼지 등을 초음속으로 분사하여, 토성의 한 고리(E-ring)를 만들고 있었다. 어떻게 이 작은 위성은 이러한 맹렬한 분출을 45억 년 동안 해왔던 것일까? 행성과학자들은 작은 얼음 위성이 수십억 년 동안 이러한 분출 활동을 유지할 수 있었던 열원을 찾기 위해서 필사적이다. Icarus(2019. 3. 15) 지에 게재된 새로운 논문에서 그 열원(heat source)을 찾기 위한 시도는 실패하고 있었다. 이 논문의 여섯 명의 저자들은 이전의 조석유동(tidal flexing) 모델이 열 유지 문제를 해결할 수 있는지에 대해 걱정하고 있었다는 것에 주목하라.


조석력에 의한 관성 파도(inertial waves)가 유로파와 엔셀라두스의 지하 바다를 가열할 수 있을까? (Rovira-Navarro et al, Icarus, 2019. 3. 15). 그들이 제안한 열원은 너무 작아서(자릿수 크기로) 원인이 될 수 없었다.

.간헐천들이 분출되고 있는 "호랑이 줄무늬(Tiger Stripes)" 균열이 있는 토성의 위성 엔셀라두스.


외태양계의 위성들 중 일부는 지하에 액체 상태의 바다를 보유하고 있다. 조석소실(tidal dissipation)은 이들 바다가 얼어붙는 것을 방지하는데 중요한 역할을 한다. 과거에 대부분의 연구들은 이 천체의 단단한 층(암석과 얼음)에서만 조석소실을 고려했다. 최근에 이 위성들의 바다에서 조석소실을 고려한 새로운 연구가 나타났다. 그들 모두는 얕은 물에서의 근사값을 사용했다. 그러나 이 근사값의 사용은 적절하지 않을 수 있다. 여기서 우리는 최대 코리올리 힘(Coriolis force, 전향력)의 조석력에 대한 이들 바다의 비-유체정역학적(non-hydrostatic) 3차원 반응을 검토했다. 그렇게 하기 위해서, 우리는 완벽한 구형 껍질 안에 들어있는 균질한 밀도의 바다를 고려했고, 얼음 껍질의 효과를 무시했다. 우리는 시간에 따라 변하는 조석력을 갖는 바다에 집중하여, 전 행성적 조석력으로부터 에너지를 얻는 주기적인 관성 파도의 패턴과 유체로 전달되는 얇은 전단 층을 살펴보았다. 유로파와 엔셀라두스에 초점을 맞추어, 관성파가 상당한 진폭(수 cm/s)의 유체 흐름을 발생시키는 것을 보여준다.

좋은 생각이다! 그것이 작동될 수 있을까?


그럼에도 불구하고, 이전에 언급한 가정 하에서 관성파도에 의한 조석소실은 유로파의 방사성 가열과 엔셀라두스의 관측되는 열 유동(heat flux)보다 몇 자릿수 크기로 작았다.

원점으로 다시 돌아가서, 대답은 미래로 떠넘겨지고 있었다 : "끝으로 우리는 유로파와 엔셀라두스에 적절한 열원이 될 지도 모르는, 미래에 조사될 필요가 있는, 추가적 소실 메커니즘을 제안하는 바이다.“

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그들은 이 차가운 얼음 위성에서 간헐천들이 분출되는 것을 적어도 13년 이상 지켜보아왔다. 사실 간헐천의 발견은 더 일찍 관측됐었다. 엔셀라두스(Enceladus), 유로파(Europa), 이오(Io)는 태양계가 수십억 년이 될 수 없음을 가리키는 강력한 증거들로 남아 있는 것이다. 그러나 단지 이들 세 천체가 아니다. 혜성에서부터 고리를 가진 행성들, 그리고 수성에서 명왕성까지 다른 모든 천체들도 비슷한 문제를 가지고 있는 것이다. 그러나 지구의 자기장처럼, 그것들은 태양계가 젊다는 것을 가리키는 증거로 채택되지 못하고 있다.



*관련기사 : 토성 위성 엔셀라두스 ‘101개 간헐천’ 포착 (2014. 7. 29. 나우뉴스)

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20140729601008

토성 위성 ‘엔셀라두스’의 거대 간헐천...유기물 암시? (2015. 5. 15. 나우뉴스)

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20150511601004

'솟구치는 얼음 수증기' 토성위성 근접사진 확보 (2015. 10. 31. 노컷뉴스)

http://www.nocutnews.co.kr/news/4496830

엔진 불꽃같네… 토성 위성의 얼음분수(2017. 7. 21. 서울신문)

http://www.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20170722020005&wlog_tag3=naver

목성 위성의 물기둥… 갈릴레오호는 21년 전에 알았다 (2018. 5. 17. 조선일보)

http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2018/05/16/2018051603470.html

'목성 얼음기둥' 유로파의 물기둥 증거 나왔다 (2018. 5. 15. ZD Net Korea)

http://www.zdnet.co.kr/news/news_view.asp?artice_id=20180515105458&type=det&re=

나사 '목성 위성 유로파에서 200㎞ 물기둥 발견” (2016. 9. 27. 한겨레)

http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/762920.html

NASA, 목성 위성 `유로파`에서 수증기 기둥 발견 (2016. 9. 27. 조선비즈)

http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2016/09/27/2016092700456.html?main_hot2

초대형 우주 화산, 분출 높이가 400km, ‘지구였다면 재앙 수준’ (2013. 9. 5. 동아일보)

http://news.donga.com/Main/3/all/20130905/57482871/1

목성의 달 ‘이오’서 초대형 화산 폭발 포착 (2014. 8. 5. 나우뉴스)

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20140805601009


출처 : CEH, 2018. 11. 20.

주소 : https://crev.info/2018/11/another-method-heat-enceladus-falls-short/

번역 : 미디어위원회

박지훈(미디어간사)
2018-07-23

화성의 대기는 빠르게 손실되고 있는 중이다.

: 빠른 대기 손실률은 수십억 년의 연대와 조화되지 않는다.

(Mars Is Losing Its Atmosphere Fast)

David F. Coppedge


   화성의 대기 손실률(atmospheric loss rates)에 대한 측정 결과는 수십억 년의 화성 나이를 고려할 때, 믿을 수 없도록 빠른 변화였다. 화성은 생각했던 것보다 젊거나, 화성 대기가 수십억 년의 나이를 갖는다는 것은 믿을 수 없어 보인다.


2013년에 발사됐던 MAVEN(Mars Atmosphere and Volatile Evolution) 화성탐사선은 화성의 한 해 동안 탈출되는 대기의 량을 측정했다. 화성의 한 해는 지구 일로 687일이다. 화성의 대기는 얼마의 속도로 탈출되고 있을까? 그 대답은 초당 1~2kg이라는 것이다. 최근 Icarus(2018. 11. 15) 지에 게재된 한 보고서는 화성의 나이가 45억 년이라는 가정을 기초로 계산을 수행했다.

손실률은 과거로 외삽하여 우주로 잃어버린 가스의 총 손실과 화성 기후에 미치는 영향을 추정하였다. 평가 결과 0.8 바(bars) 또는 그 이상의 CO2가 손실된 것으로 보인다.

.오늘날 화성은 건조하고 추운 세계이다.


1 바(bar)는 해수면에서 지구 대기의 압력인 약 1(0.98692) 기압이다. 화성처럼 작은 행성의 경우에서, 많은 량의 가스가 손실되고 있다는 것이다. 잃어버린 수소와 산소만으로 23m 깊이의 물로 행성 전체를 뒤덮을 수 있다!

수소(H) 손실률이 직접 측정되지는 않았지만, 가정하거나 유도하고 있는 코로나 온도의 수소 량(H abundance)으로부터 계산할 수 있다. 관측된 컬럼(column) 량과 온도 범위에서, 손실률은 ~ 1-11×10^26 H 원자/초 사이에서 변화되고 있었다. 이것은 초당 수소(H)의 ~ 160-1,800g (g H S^-1)의 손실률에 해당한다.(모든 H가 H2O로부터 왔다고 가정할 때). 이것은 초당 약 1,400~16,000g의 물(H2O)이 제거되는 것과 같은 량이다. 이 속도로, 현재 대기 중 물의 전체 컬럼(명목상 약 10 침전 마이크로미터, 또는 10^-3 g/cm2)에서 수소는 대략 3천 년 ~ 3만 년 내에 제거될 것이다. 이 손실률로 42억 년 동안이면, ~3.6-25m 두께의 물 층이 전 행성적으로 제거됐을 것이다.(표 2 참조). 우리가 이것을 물 손실로 표현했지만, 이 측정은 단지 H의 손실만을 의미하며, 마찬가지로 물 손실로부터 산소(O) 손실도 예상된다. 하지만 산소 손실은 CO2에서도 발생할 수 있다는 사실 때문에 복잡하다.

전 행성적 최소 수위는 3.6m가 됐을 것이고, 최대 수위는 25m 였을 것이다. 추정된 이산화탄소 손실량(0.8 bar)도 또한 매우 중요하다. 이산화탄소(CO2)는 화성 대기의 다른 주요 구성 성분으로, 계절적 주기를 갖으면서 극지방에서 얼어붙는다.


평가된 손실률도 하한선이다.

이 측정의 한 중요한 측면은 아마도 그 측정치는 하한선일 것이라는 것이다. 저자들은 논문에서 여러 번, 손실률은 과거에 더 높을 수 있었다고 언급했다. 예를 들어, "이러한 손실률은 확인되지 않았거나, 관찰되지 않은 손실 메커니즘이 있었을 경우, 더 컸을 수 있었다.“

오늘날의 손실율을 과거로 외삽할 때의 불확실성은 35억 년 전으로 거슬러 올라갈 때, 매우 커질 수 있다.  태양 특성의 불확실성과, 화성 대기의 구성 및 특성이 과거에 매우 달랐을(비선형적일) 가능성에 기인한 불확실성 등 때문이다. 우리는 35억 년 동안의 외삽된 손실률을 사용했고, 초기 시기에도 손실률이 일정했을 것이라고 가정했다. 이것은 가장 초기 시기의 손실률이 과소평가 되었을 수도 있고(아마도 자릿수 크기만큼), 종합적 손실도 과소평가(몇 배의 요인으로) 되었을 수 있다. 따라서 이러한 보수적 접근 방식은 외삽된 손실률에 대한 하한선을 제공한다.

보수적 추정치가 손실률에 대한 여러 자릿수 크기의 하한선을 제시하고 있는 것이라면, 수십억 년 전에 화성은 수 킬로미터 깊이의 바다를 가지고 있었을까? 유사한 오류가 이산화탄소 손실량에 대해서도 존재한다. "앞서 언급한 0.8 bar의 손실은 전체 손실에 대한, 아마도 몇 자릿수 크기의 손실률에 대한 보수적 하한값으로 생각된다.“


먼지 폭풍은 손실률을 악화시키고 있다.

2018년 1월 18일 NASA의 화성 탐사 웹사이트는 다음과 같은 헤드라인으로 기사를 게재했다. “화성 대기로부터의 가스 탈출과 관련 있는 먼지 폭풍." 이전 연구에서 측정은 가스 손실이 일찍이 믿고 있던 것처럼 안정적 상태가 아니었음을 나타냈으며, 먼지 폭풍 동안에 가스 손실이 증폭된다. 폭풍은 수증기를 대기 높은 곳으로 들어올려, 더 쉽게 탈출되도록 만든다 :

MRO의 화성 기후측심기(Mars Climate Sounder)는 먼지와 얼음 입자를 직접 탐지하기 위해서 대기를 스캔할 수 있다. 그리고 간접적으로 온도에 따른 수증기 농도를 감지할 수 있다. 새로운 논문에서 니콜라스 헤븐(Nicholas Heavens)과 공동 저자들은 측심기 데이터는 지역적 먼지 폭풍 동안, 대기 중간층에서 약간의 수증기 증가를 보여주었다고 보고했다. 그리고 2007년 전 행성적 먼지 폭풍 동안 수증기가 도달한 고도가 날카롭게 올라갔음을 보고했다. 최근 연구자들은 세밀한 분석방법을 사용하여, 2007년 데이터에서 전 행성적 먼지 폭풍 동안 중간 대기층에서 수증기가 100배 이상 증가했던 것을 발견했다.

.화성 (May 2002, NASA)


MAVEN 측정은 화성의 한 해 동안에 걸쳐 이루어진 것으로, 단기간의 변동으로 영향 받지 않고, 평균적인 탈출률(손실률)을 추정할 수 있었다. 그러나 측정했던 연도에서는 행성적 먼지 폭풍이 없었다. 행성적 먼지 폭풍은 규칙적으로 발생했고, 수십억 년 동안 일어났을 것이기 때문에, 외삽된 값은 실제로는 자릿수 크기로 너무 낮게 평가된 것이라고 가정하는 것이 안전한 것처럼 보인다.

Astrobiology Magazine 지는 "화성은 한때 갖고 있었던 훨씬 더 밀도 있고 습했던 대기의 대부분을 잃어버렸다. 그것은 오늘날 관측되는 건조하고 마른 세계로 진화하도록 하는 원인이 되었다“라고 말하고 있었다. 그러면서 빠른 손실률에 대해서는 언급하지 않고 있었다. 그러나 매 계절마다 극지방에서 승화한 이산화탄소는 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 높게 대기에 도달한다는 점을 지적하고 있었다. "이 승화 과정은 주로 대기권 하부에만 영향을 미치는 것으로 생각됐었다. 우리는 그 영향이 높은 고도로 상향 전파되고 있는 것을 예상하지 못했다”고 ESA의 화성 익스프레스 미션(Mars Express mission)의 한 과학자는 말했다. 이 사실은 대기가 제시된 하한선 보다 훨씬 더 빠르게 손실됐을 수 있었다는 MAVEN의 결론과 일치되는 것이다. 그렇다면 모이보이(moyboys)들은 얼마나 더 ‘밀도 있고 습했던’ 초기 화성을 받아들일 것인가?


이러한 빠른 손실률이 의미하는 것은?

.화성의 먼지 회오리에 관한 그림


이러한 외삽을 과거 수십억 년 전으로 적용하는 것이 합리적일 수 있을까? 그것은 오늘날 관측되는 것과 매우 매우 다른 화성을 의미한다. "우주로의 손실은 화성의 기후 변화를 주도했던 주요한 과정이었다." 그들은 썼다. 오늘날의 화성 모습은 모래 언덕, 정전기를 띠어 지직대는 건조한 대기, 액체 상태의 물이 존재하기에는 너무도 차가운 지표면, 먼지 악마(dust devils, 먼지 회오리), 대형 방패 화산, 수천 마일 길이의 깊고 건조한 협곡, 행성을 감싸고 있는 거대한 먼지 폭풍(Phys.org, 2018. 6. 20) 등이 지배적이다. 행성과학자들은 지구보다 두터운 대기를 갖고 있는, 그리고 깊은 바다에서 뒤덮여 있었던 화성을 다룰 준비가 되어있는가? 희미한 태양을 갖고 있는, 생명체 거주가능 영역(habitable zone)을 벗어나있는 화성에서 어떻게 그것이 형성될 수 있었을까?

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진화론자들은 행성에서 물의 존재를 언제나 외계생명체의 존재 가능성과 관련짓는다. 그러나 그들은 수중 모래 언덕 및 수중 화산과 같은 다른 지질학적 모습들을 강조하지 않는다. 그들은 이러한 모습들이 장구한 시간 전에 형성되었다고 생각한다. 화성의 화산과 모래 언덕이 형성되기 전에, 화성은 얼마나 오래 전에 말랐던 것일까? 측정된 손실률은 절망적인 수치를 보여준다. 장구한 화성의 나이는 화성 대기의 손실률과 모순된다. 창조론자들은 이러한 수치에 대해 놀라지 않는다. 화성은 수십억 년이 되지 않았기 때문이다.


출처 : CEH, 2018. 7. 20.

주소 : https://crev.info/2018/07/mars-losing-atmosphere-fast/

번역 : 미디어위원회

박지훈(미디어간사)
2018-07-17

명왕성의 고해상도의 지형도가 발표되었다.

: 지질학적으로 활발한 모습에 과학자들은 놀라고 있었다!

(Young Pluto Stuns Scientists with Astonishing Maps)

David F. Coppedge


    명왕성(Pluto)에 대한 고해상도의 새로운 지도가 완성되었다. 이 외로운 왜행성은 어떻게 아직도 지질학적으로 활발한 것일까? 명왕성의 위성 카론(Charon)도 또한 젊어 보인다.

2015년 명왕성의 근접비행 이후 2년여의 세부 작업 후에, 뉴호라이즌 팀은 일찍이 없었던 가장 상세한 명왕성과 카론의 지도를 발표했다. 그리고 그들은 놀라고 있었다. 알래스카의 매킨리 산과 같은 높은 산들, 그랜드 캐니언보다 더 깊은 협곡들이 있음이 드러났다. 한 지역에는 면도칼처럼 날카로운 얼음 절벽들이 대부분이었고, 빙하들은 평균 고도 아래의 장소로 수 마일을 흘러가 있었다. 능선-골짜기 시스템은 남극에서 북극까지 행성 전체에 걸쳐 갖고 있었다. 그것은 명왕성이었다. 그리고 위성 카론도 똑같았고, 붉은 모습의 북극과 수 마일 깊이의 균열들을 갖고 있었다. 두 천체 모두 최근 과거에 화산활동이 있었다는 증거들을 보여주었다. 이러한 모습은 태양에서 극히 멀리 떨어져 있어서, 극도로 추운 곳에 있는, 그리고 수십억 년의 나이를 갖고 있다고 주장되는 천체들에서 전혀 예상됐던 모습이 아니었다.


명왕성의 놀라운 지형

.명왕성에 있는 스푸트니크 평원(Sputnik Planitia)의 Hyecho Palus SW 부분. 가운데 있는 것이 라이트 몬스(Wright Mons, 거대한 얼음 화산)이다. Credit : Schenk et al, Icarus, 2018


2015년 9월, 2일 동안의 근접비행에서 촬영됐던 첫 번째 사진은 "경탄과 탄성“을 불러일으켰었다.(2015. 9. 17). 그러나 우주선이 촬영했던 사진들을 전송받는 데에는 거의 한 해가 걸렸다.(2016. 2. 29). 이에 대한 최초의 논문은 2016년 3월 19일에 발표됐었다. 6월이 되어 행성 탐사팀은 명왕성이 지질학적으로 활발하다는 보고서를 확인 발표했다.(2016. 6. 4).

그리고 이제 사진들을 함께 이어붙이는 2년에 걸친 고통스런 작업 끝에, 명왕성의 지형들을 보여주는 진정한 3-D 모습의 지도가 완성되었다. 행성과학자들은 Icarus(2018. 11. 1) 지에, 명왕성의 햇빛이 비취는 지역들에 대한 최종 모자이크 처리된 지형도를 발표하였다. 논문의 제목은 “분지, 균열, 화산들 :  뉴호라이즌 호로부터 명왕성의 전 행성적 지도제작 및 지형도"이었다. 그 사진들은 정말로 훌륭하다. 다음은 몇 가지 주요 내용이다 :


▶ 명왕성은 매우 이중적이다. 남쪽에는 하트 모양의 평탄한 스푸트니크 플래니티아(Sputnik Planitia) 평원이 넓게 존재한다.

▶ 가장 높은 산은 평균 고도 보다 6km나 높은데, 지구에서 알래스카의 디날리 산(매킨리 산)의 높이와 비슷하다.

▶ 스푸트니크 평원 동쪽의 "칼날 같은 지형(bladed terrain)"의 산들은 높이가 3.2~5.6km에 달하며, 명왕성에서 가장 높은 지형이다. 이 지형은 스푸트니크 평원보다 젊을 수도 있다.

▶ 전 행성적 규모의 능선-골짜기 시스템은 수 마일의 높낮이를 갖으며, 북극에서 남극으로 거대한 원을 그리며 뻗어 있다. 그것은 폭이 240~400km나 된다.

▶ 스푸트니크 평원은 한 거대한 충돌크레이터에 의한 흉터로 여겨지는데, 얼음으로 가득 차 있으며, 가장자리에 비해 4km 깊이로, 충돌크레이터가 거의 없다.

▶ 스푸트니크 평원 바깥쪽의 일부 구덩이는 3.2km 이상의 깊이인데, 어떤 것들은 얼음으로 가득 차 있지만, "전부는 아니다!". 그것들은 폭발적인 화산 활동의 증거일 수도 있다.

▶ 고지대의 빙하는 얼음이 스푸트니크 평원 안으로 흐르면서, 장애물들을 파괴하고 이동시켰음을 나타낸다.

▶ 라이트 몬스(Wright Mons)는 정상부에서 바닥까지 총 10.9km(6.8 miles)의 높이를 갖고 있으며, 화산일 가능성이 높다. 주변의 평야는 "본질적으로 분화구가 없다". 이것은 최근에 재포장되었음을 가리킨다.

▶ 라이트 몬스 지역의 돔(domes)들은 세인트 헬렌(St Helens) 산의 분화구에서 생겨난 화산 돔을 상기시킨다.


명왕성 지형의 풍부한 다양성은 다른 지역들이 다른 연대와 다른 지질학적 역사를 갖고 있음을 가리킨다. 토성의 위성 이아페투스(Iapetus)에서 제안됐던 것처럼, 전 행성적 능선-골짜기 시스템은 고리(ring)가 붕괴됐던 모습인가? 한 거대한 충돌이 명왕성을 파괴했는가? 그렇다면 그것은 언제였는가? "명왕성의 형태와 지형은 복잡하고, 독특한 특성의 지역들로 나뉠 수 있는데, 그것의 기원은 단지 부분적으로만 이해되고 있다“고 저자는 말했다. 그는 이 천체의 역사를 밝혀내는 데에는 수년의 연구가 필요할 것이라고 덧붙였다. 더 상세한 사진들을 보려거든 Astrobiology Magazine 지를 들어가 보라.


카론의 놀라운 지형

명왕성은 몇 개의 작은 위성들을 갖고 있다. 그러나 카론(Charon)은 모행성과 상대적 크기에서 어떤 위성들보다도 커다란 위성이다. 카론은 40년 전에 제임스 크리스티(James Christy)에 의해서 발견되었는데, 이제 매우 가까이에서 볼 수 있게 되었다.(Space.com, 2018. 7. 14). Icarus (2018. 11. 15)지의 별도 논문의 제목은 “눈을 떼기가 어렵다 : 뉴호라이즌 호로부터 명왕성의 얼음 위성인 카론의 지도제작 및 지형도"이었다. 거기에는 다음의 뛰어난 모습들을 나열하고 있었다 :

.2015년 7월 14일 뉴호라이즌스(New Horizons) 우주선에서 촬영한 카론(Charon)의 모습. 위쪽으로 짙은 갈색의 모도르 반점(Mordor Macula)을 볼 수 있다.


▶ 도로시(Dorothy라는 가장 큰 분화구는 직경 248km, 깊이 5.9km 이다.

▶ "카론은 관측된 반구에 걸쳐서, 최저에서 최고 높이가 19km에 이르는 표고차를 보여주는데, 이아페투스 외의 중형 크기의 얼음 천체(세레스 포함) 중에서 가장 큰 표고차를 갖고 있다."

▶  "전 위성에 걸친 지형학적 및 연이은 충돌크레이터의 감퇴가 우세한 토성의 얼음 위성들의 지형학과 다르게, 카론의 지형학은 대규모의 판구조와 지역적 표면 재포장이 우세하다.“

▶ 북반구의 오즈 테라(Oz Terra) 지역은 “전형적으로 3~6km의 기복(relief)이 있는 넓은 해곡(troughs)의 그물망에 의해서 커다란 다각형 블록으로 깨어져 있다. 이들 중 가장 깊은 것은 극지방 근처에 있는 것으로, 13km에 이르는데, 카론의 지표면에서 알려진 가장 깊은 곳이다.”

▶ 남쪽의 벌컨 평원(Vulcan Planitia)은 부분적인 균열과 구덩이가 파여진 ‘롤링 평원(rolling plains)’으로 이루어져 있다. 구덩이들은 평균 고도보다 ~1 km 아래로 함몰되어 있는데, 이것은 북쪽으로부터의 흐름을 가리킨다. 그것은 "화산활동에 기인하여 카론 지각의 깨짐과 침하에 의한 것일 수 있다.“

▶ 북극 지역에는 직경 373km에 이르는, 붉은 색의 물질로 채워진 모도르 반점(Mordor Macula)라 이름 붙여진, 커다란 분지가 자리 잡고 있다.

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세속적 과학자들은 낡은 성운가설(Nebular Hypothesis, 행성들은 먼지 구름과 가스들이 응축하여 형성됐다는 가설)을 고수하고 있고, 그것과 이별하려고 하지 않는다. 그 가설과 모순되는 수많은 관측 증거들이 발견되고 있음에도 말이다. 우리는 수년 동안 그 가설이 물리학적으로 왜 성립될 수 없는지에 관한 많은 점들을 이야기해왔다. 먼지들이 뭉쳐져서 행성이 될 수 없다. (중력을 갖기 전까지의 작은 먼지나 암석들은) 오히려 흩어져서 사라진다. 설사 행성이 형성됐다 하더라도, 태양으로 끌려져 간다.

우리의 행성계가 46억 년 전에 우주 먼지로부터 형성됐다고 가정하고, 그 순간을 상상해 보자. 최초의 추정 물체에서 물질들은 열역학 제2법칙에 따라 무질서해지기 시작할 것이다. 물체는 초기의 중력 열이 우주로 분산되기 시작하면서, 냉각되기 시작할 것이다. 물체가 작을수록, 냉각은 더 빨리 일어날 것이다. 행성과 위성들은 서로 충돌하면서 파괴될 것이다. 그 천체들이 아직도 운행하면서 지질학적으로 활발한 이유는 무엇 때문인가?

천체가 활발함을 계속 유지할 수 있는 몇 가지 에너지원이 있다.


▶ 대기와 해양이 태양으로부터 에너지를 흡수하여, 조류, 기후, 기타 흐름을 일으킨다.

▶ 천체 내부에 있는 방사성 동위원소들의 붕괴는 열을 추가시킬 수 있다. 그 중 많은 것들은 수십억 년 동안 지속되기에는 너무 짧은 수명이다.

▶ 조석 펌핑(tidal pumping)은 목성의 화산 이오(Io)에서 추정되는 것과 같이, 천체에 열을 발생시킬 수 있다. 그러나 그것이 현재 수준의 활발한 열을 발생시킬 수 있는지는 하나의 의문이다.

▶ 다른 천체와의 중력 섭동(gravitational perturbations)으로 인해 열이 발생할 수 있다.

▶ 혜성, 소행성, 유성들의 충돌은 일시적인 열을 공급하고, 균열과 흐름을 유발할 수 있다.


명왕성은 고도의 타원형 궤도(eccentric orbit)를 갖고 있는데, 대략 30~49 AU(천문단위, 93,000,000마일) 거리에 떨어져서 248년에 한 번 태양을 공전한다. 명왕성의 궤도는 9개(이전 평가)의 태양계 행성 중에서 가장 높은 경사도를 갖고 있다. (지금은 행성 지위를 잃고 왜행성으로 불리고 있지만). 만약 명왕성과 카론이 정말로 46억 년 되었다면, 그들이 아직도 활발한 이유는 무엇인가? 이들 에너지원의 어떤 것도 매킨리 산만큼 거대한 높이의 화산을 만들만큼 충분해 보이지 않으며, 깊은 분지를 가로지르며 빙하들을 흘려보내기에 충분할 것 같지 않다. 명왕성의 많은 지역에서 크레이터들이 거의 없다는 사실은, 충돌체들은 대략 일정한 속도로 들어온다는 견해에 따르면, 그들은 "젊다"고 간주되어야 한다.

그렇다. 모이보이(moyboys)들은 명왕성과 카론에 수십억 년의 연대가 필요하다. 명왕성의 이러한 모습에 대해 그들이 어떤 대답을 할 것이라고는 기대하지 말라. 그들은 이오, 가니메데, 칼리스토, 유로파, 타이탄, 움브리엘, 아리엘, 트리톤, 이아페투스, 엔셀라두스, 테티스, 디오네, 레아, 하이페리온, 해왕성, 천왕성, 토성, 목성, 화성, 수성, 금성, 지구... 등에 대해 아직도 이해하지 못하고 있다.


출처 : CEH, 2018. 7. 16.

주소 : https://crev.info/2018/07/young-pluto-maps/

번역 : 미디어위원회

박지훈(미디어간사)
2018-06-05

명왕성에서 발견된 젊은 모습의 모래언덕들!

(What’s Pluto Been Dune? Making Young Sand Dunes)

David F. Coppedge


   타이탄(Titan)에서 모래언덕(sand dunes, 사구)은 매우 놀라웠다. 그러나 명왕성(Pluto)도 최근에 형성된 젊은 모래언덕들을 갖고 있었다. 과학자들은 그들의 눈을 믿을 수 없었다.

당신은 모래언덕을 생각할 때, 무엇이 떠오르는가? 건조한 사막, 물결무늬가 있는 모래 둔덕, 한쪽은 완만한 경사이나 다른 쪽은 가파른 언덕... 이러한 종류의 것들일 것이다. 당신은 아마도 명왕성(Pluto)에서 이러한 모래언덕들이 있을 것이라고는 생각하지 못했을 것이다. 태양계 가장 바깥쪽에 있는 명왕성은 (또는 플루토이드(Plutoid), 왜행성(Dwarf Planet), 해왕성 바깥천체(Trans Neptunian Object) 등의 이름으로 불려지고 있음) 수십억 년 동안 극도로 추운(-230℃) 곳에 있었던, 완전히 얼어붙은 천체로 추정되어 왔었다. 그러나 2015년 뉴호라이즌스(New Horizons) 탐사선이 촬영했던 사진에 대한 최신 분석 결과에 따르면, 명왕성은 최근에 형성된 얼음 메탄 입자들로 만들어진 모래언덕들을 갖고 있다는 것이다.

.대류세포(convection cells)로 생각되는 다각형의 질소 얼음 블록에 있는 명왕성의 모래언덕들.(Credit: NASA/JHUAPL/SwRI).


Nature(2018. 5. 31) 지의 간략한 발표로부터 시작해 보자. "수백 개의 메탄 모래언덕들이 명왕성의 산기슭에 자리잡고 있다. 그러한 얇은 대기를 가진 천체에서 이것은 놀라운 모습이다.“

명왕성의 일부 지역을 가로지르며 메탄 알갱이들의 극적인 모래언덕들이 존재한다. 이 발견은 비록 명왕성의 대기가 얇지만, 지표면을 가로질러 입자들을 날려버릴 만큼의 강력한 바람을 생성할 수 있음을 보여준다....

지금까지 과학자들은 명왕성의 대기압은 지구 대기압의 1/100,000에 불과하여, 모래언덕을 만들만큼 강력한 바람을 일으킬 수 없을 것이라고 생각해왔다. 그러나 연구팀의 분석은 그렇지 않다는 것을 보여주었다.

모래언덕들은 아마도 지난 50만 년 동안에 형성되었다. 즉, 명왕성은 지질학적으로 활발한 세계(a geologically active world)임을 의미한다.


"지질학적으로 활발한 세계?" 과학자들은 얼음 화산, 빙하, 이제는 모래언덕을 보여주는 사진으로 놀라고 있었다. 간단한 계산을 통해 우리는 50만 년은 (이 기간은 관측된 사실이 아니라 이론에 의한 추정치이다) 태양계의 추정 나이인 46억 년의 1/10,000에 불과하다는 것을 알 수 있다. 인간이 관측할 수 있는 극히 짧은 시대인 최근에 와서 모래언덕들이 형성됐던 이유는 무엇일까?


당신은 사진에서 모래언덕들을 볼 수 있다. 모래언덕들은 최대 1 km 떨어져 있다고 과학자들은 추정하고 있었다. 그런 얇은 대기를 가진 천체에서, 바람은 스푸트니크 평원(Sputnik Planitia, 2015년 행성과학자들이 놀랐었던 하트 모양의 평탄한 지역)의 먼 거리에 걸쳐 입자들을 운반하기에 충분히 강했음에 틀림없다. Science 지의 리뷰 글에서 알렉산더 헤이즈(Alexander Hayes)는 명왕성의 표면 압력은 지구보다 약 10만 배 더 약하다고 말했다. 바람은 입자들을 들어올릴 정도로 강하지 않다. 입자들은 승화에 의해서 대기로 들어 올려졌을 것이라고 과학자들은 추측한다.


BBC News(2018. 5. 31)는 과학자들이 전혀 예상하지 못했던 그 사실에 대해서 설명하고 있었다 :

모래언덕들이 형성될 수 있기 위해서는, 입자들을 지면에서 들어올리는 메커니즘과, 바람이 만들어져 건조한 입자들을 운반할 수 있을 정도로 대기 밀도가 충분해야 한다. 처음에 명왕성에서는 그러한 조건들이 충족되지 않았던 것으로 보였다.

그러나 텔퍼(Telfer) 박사와 그의 동료들은 입자들을 이동시킬 수 있을 정도인 풍속 10m/sec에 달하는, 명왕성에서 가장 바람이 많이 부는 지역 중 하나에 모래언덕이 존재할 수 있을 것으로 계산했다.


그리고 만약 바람이 46억 년 동안 불었다면, 이제 입자들의 공급도 고갈되고, 그 과정은 멈춰져야하지 않을까? Science Magazine의 논문은 그 답을 찾아보려고 하고 있었다. 첫째, Science(2018. 6. 1) 지의 요약 보고에서 키스 스미스(Keith Smith)는 이렇게 말했다 :

메탄 알갱이들은 주변 질소 얼음의 용융으로 인해 대기로 들어올려지거나, 근처 산기슭으로 날려갈 수 있었을 것이다. 혹독한 명왕성의 환경 하에서 모래언덕들이 어떻게 형성됐는지를 이해하는 것은, 먼 태양계의 다른 곳에서 발견되는 유사한 모습들을 해석하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.


이 젊은 모래언덕들이 최근에 형성됐던 이유에 대한 단서는 아직까지 없다. Science 지의 논문에서 텔퍼 등은 명왕성에서 젊은 모습을 기대할 수 있는 단서를 찾고 있었다 :

명왕성의 표면은 예상했던 것보다 더 지질학적으로 다양하고 역동적이었다. 그러나 지형 모습을 만들었던 보잘것없는 대기의 역할은 분명하지 않다. 우리는 뉴호라이즌스 우주선의 관측으로부터, 형태, 분포, 방향 등이 횡사구(transverse dunes)와 일치하는 규칙적 간격의 선형적 능선을 관측했음을 기술한다. 이것들은 산악지역에 인접해 있었으며, 근처의 바람 줄무늬와 직각을 이루고 있었다. 모래 언덕의 파장(~0.4-1km)은 적당한 바람(<10m/초)에서 메탄 얼음의 입자 크기(약 200~300 마이크로미터)의 퇴적에 의해서 가장 잘 설명이 된다. 모래언덕의 방해받지 않은 형태와 아래에 놓여있는 대류 빙하 얼음과의 관계는 모래언덕들이 매우 최근의 지질학적 과거에 형성되었다는 것을 의미한다.

.미국 캘리포니아 솔턴호(Salton Sea)에 나있는 작은 모래언덕.(David Coppedge).


그들은 모래언덕의 나이에 관해서 다음과 같이 말하고 있었다 :

스푸트니크 평원(Sputnik Planitia)의 서쪽 가장자리의 얼음 위에 놓여있는, 모래언덕들의 나이에 대한 상한치는 얼음 내에 대류세포(convection cells)의 상층부 표면의 재순환 속도에 의해 부여된다.(즉 <50만 년). 스푸트니크 평원에 충돌크레이터가 전혀 없는 것으로부터 추론되는 하층의 전복(overturning)은, 다른 태양계 천체에 있는 모래언덕에 대해서는 적용될 수 없는, 표면 지형의 연대에 대한 제한이 될 수 있으며, 지질학적 또는 지형학적으로 활발한 지표면을 의미한다. 얼음 내의 대류 전복에 의해 왜곡되지 않는 지표면 모습은 대류의 시간 척도보다 훨씬 젊음에 틀림없고, 그러므로 명왕성의 강한 계절적 시간 척도(즉, 지구 시간으로 수십 년에서 수세기)에 더 가깝다. 모래언덕이 대류의 시간 규모보다 상당히 짧은 시간 규모로 형성되었다는 추가적인 증거는, 세포(세포처럼 보이는 지역) 경계의 함몰 부위 위로 모래언덕들의 중첩되어 있음으로 지지된다.


대류(convection)는 이론이라는 것을 명심해야한다. 하지만, 모래언덕들은 현재 목격되고 있는 관측이다. 그들이 대류세포라고 추정하는 것에 대해 말할 때, "~로 해석된다", "아마도", “추측 된다” 등의 단어들을 사용하는 것을 볼 수 있다. 그들은 이러한 경험적 관측으로부터, "이 모래언덕들의 존재는 지질학적으로 젊은 지형을 만들고 있는 활발한 대기를 가리킨다"고 말해야 하는 것이다. 모래언덕들은 최근의 대류 순환보다도 젊은 모습을 나타내고 있으며, 이것은 스푸트니크 평원에 있는 물질은 지속적으로 전복되어왔고, 명왕성의 나이가 수십억 년이라면, 수천 번 뒤집혀왔었다는 것을 의미한다.


저자들은 모래언덕들이 단지 50만 년 전에 형성되었다고 말하고 있었지만, "훨씬 더 최근"일 가능성에 대해서는 어떠한 뉴스나 기사도 발표된 것이 없다. 그것은 명왕성의 나이라는 심각한 이슈를 건드리는 것이기 때문일 것이다. 모니카 그래디(Monica Grady)는 The Conversation(2018. 5. 31) 지에서 이에 관해 이야기하지 않았다. 마이크 월(Mike Wall)은 Space.com(2018. 6. 1)에서 이 질문을 무시했고, 나디아 드레이크(Nadia Drake)는 National Geographic 지에서 그것을 다루지 않고 있었으며, NASA는 Astrobiology Magazine에서 이 문제를 건너뛰고 있었다.앨런 윌리엄스(Alan Williams)는 플리머스 대학(University of Plymouth, 2018. 5. 31)의 보도 자료에서 이를 언급하지 않고 있었으며, 선임 저자인 매트 텔퍼(Matt Telfer)는 그 기사의 비디오 영상물에서 명왕성의 대기가 탈출되고 있다고 말하면서도, 이 문제를 논의하지 않고 있었다. 명왕성의 나이가 과학자들이 믿고 있는 것보다 훨씬 젊다면, 대류와 대기 탈출은 문제가 되지 않을 것이다.


위의 보도자료에 게재된 두 번째 비디오 영상물은 명왕성에서 모래언덕의 형성 모델에 대한 애니메이션을 보여주고 있었다. 그리고 유사한 세계를 비교할 수 있는 기회가 오고 있다. 2019년 1월 뉴호라이즌스 우주선은 카이퍼벨트 천체(Kuiper Belt Object)에 도달할 예정이라고 텔퍼는 말했다. 예상되는 한 가지는 깜짝 놀랄만한 관측이 있을 것이라는 것이다. 그리고 6월에는 돈(Dawn) 탐사선이 소행성 세레스(Ceres) 지표면에서 불과 50km 까지(이전보다 10배 더 낮은 고도) 근접비행을 하여 놀라운 모습을 보내올 것이다.(Phys.org, 2018. 5. 31).


명왕성은 어떻게 형성되었는가?


명왕성의 모래언덕들이 발표되기 1주일 전에, Icarus 지의 한 논문은 "원시 질소(N2)가 명왕성의 스푸트니크 평원의 존재에 대한 우주화학적 설명을 제공한다"고 주장하고 있었다. 저자들은 분자 질소의 축적은 명왕성의 많은 다양한 모습들을 이해하는 데에 중요하다고 말했다. 만약 그렇다면, 그것은 어디에서 왔는가? 사우스웨스트 연구소(SwRI)의 크리스토퍼 그레인(Christopher Glein)과 헌터 와니트(J. Hunter Wanite)는 논문에서, 질소는 명왕성의 형성 동안 원시 질소로부터, 또는 혜성으로부터 부착되었고, 그때 이후로 우주로 크게 손실되지 않았다고 말했다. 그러나 그들의 모델을 작동시키기 위해서는 두 가지 문제를 풀어야 한다. 즉 (1)질소와 물 얼음의 비율이 어떻게 확립되었는지, (2)일산화탄소는 어떻게 발생했는지? 그들은 후자의 질문에 대해 두 가지 제안을 하고 있었다 : "지표면 얼음에서 CO의 매몰, 또는 액체 물에 노출되어 그것의 파괴.“


SwRI 보도자료는 명왕성에 대한 이 새로운 "우주화학적 모델"을 일반 용어로 설명하고 있었다. 상상력을 자극하며 쿵이라는 단어로 놀라움을 표현하고 있었다 :

이 연구의 중심은 스푸트니크 평원(Sputnik Planitia)에 있는 질소가 풍부한 얼음으로, 명왕성의 표면에 밝은 톰보지역(Tombaugh Regio)의 왼쪽 엽을 형성하고 있는 거대한 빙하이다. "우리는 명왕성이 대략 10억 개의 혜성들, 또는 로제타(Rosetta) 탐사선이 탐사했던 혜성 67P와 유사한 화학적 구성을 가진 다른 카이퍼대 천체(Kuiper Belt objects)들의 부착으로부터 형성됐다면, 예상되는 질소의 양과, 빙하 내부에서 평가된 질소의 양 사이에 흥미로운 일관성을 발견했다“


만약 당신이 10억 개의 혜성들이 부착됐다는 아이디어를 받아들일 준비가 되어있지 않다면, 다른 대안도 제시되고 있었다 : "혜성 부착 모델에 덧붙여서, 과학자들은 명왕성이 태양과 매우 유사한 화학성분들을 가지고 있던 아주 추운 얼음으로부터 형성되었을 수도 있었다는, 한 태양계 모델을 조사하고 있다.“ 당신은 어느 모델이 더 그럴듯하게 들리는가?

이제 과학자들은 명왕성에 있는(대기 및 빙하에) 질소뿐만 아니라, 얼마나 많은 휘발성 원소들이 장구한 시간에 걸쳐 대기권 밖으로 (우주로) 빠져나갔는지를 이해할 필요가 있다. 그들은 더 완전한 그림을 얻기 위해, 일산화탄소의 비율을 질소의 비율과 조화시킬 필요가 있게 되었다. 궁극적으로 명왕성에서의 일산화탄소의 낮은 농도는 지표면 얼음에 매몰 또는 액체 상태의 물에 의한 파괴를 가리킨다.


CO는 어떻게 파묻히게 되었는가? 이 수수께끼와 다른 수수께끼들에 대한 대답은 미래에 얻어질 것이라고, 그들은 말했다. "이제는 명왕성에서 질소의 기원에 대해서 데이터 중심의 조사를 시작할 시기이다"라고 이 보고서는 말하고 있었다.

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그러나 두 모델 모두 작동하지 않으면 어떻게 되는 것인가? 그리고 장구한 시간이 사실이 아니라면 어떻게 되는 것인가?



*관련기사 : 태양계 끝 명왕성서 지구 사구같은 얼음 알갱이 언덕 확인 (2018. 6. 1. 연합뉴스)

http://www.yonhapnews.co.kr/bulletin/2018/06/01/0200000000AKR20180601069400009.HTML

명왕성 ‘하트 무늬’ 비밀 풀렸다… 대류현상 정황 포착 (2018. 6. 5. 국민일보)

탄소·질소 빙하 평원에 메탄의 모래언덕 발견… “인근 산악지대서 바람 타고 이동” 분석

http://news.kmib.co.kr/article/view.asp?arcid=0012414167


출처 : CEH, 2018. 6. 4.

주소 : https://crev.info/2018/06/pluto-sand-dunes/

번역 : 미디어위원회






박지훈(미디어간사)
2018-05-16

간헐천을 분출하고 있는 유로파와 가니메데의 자기장은

수십억 년의 태양계 나이와 모순된다!

(Europa May Be Another Geyser Moon)

David F. Coppedge


   갈릴레오 우주선(Galileo spacecraft)이 보내온 데이터들에 대한 재평가는 얼어붙은 목성의 위성 유로파(Europa)의 표면에서 일어났던 것으로 추정되는 분출을 확인한 것으로 보인다.

"활발한 천체 클럽"에 새로운 회원이 가입되었다. 지구와 목성의 위성 이오(Io)에는 화산들이 맹렬하게 폭발하고 있다. 트리톤(Triton)은 질소를 분출하고 있으며, 엔셀라두스(Enceladus)에는 100개가 넘는 간헐천들에서 얼음 입자와 먼지들이 분출되고 있어서, 카시니(Cassini) 과학자들을 깜짝 놀라게 했었다. 유로파는 활발한 분출을 하고 있는 태양계의 천체들 수를 5개로 늘리고 있었다. (주: 수성, 금성, 화성, 아마도 명왕성, 그리고 달에는 사화산들이 있지만, 지금은 소수의 천체만이 폭발적으로 분출하고 있다.)

.지구와 화성에 비교한 유로파(맨위).


허블 우주망원경(Hubble Space Telescope)은 몇 년 전에 유로파가 분출하고 있다는 힌트를 얻었지만, 확인이 어려웠다. 그것을 결론짓기 위한 자료는 갈릴레오 우주선(1996~2003)의 기록보관소에 있었다. 제트추진연구소(Jet Propulsion Laboratory, JPL)의 과학자인 시안제 지아(Xianzhe Jia)는 이제 유로파에서 유도자기장(induced magnetic field)의 변화, 즉 "스모킹 건"을 발견했다고 믿고 있었다. 월요일의 JPL(2018. 5. 14) 보도 자료는 유로파가 분출 중일 수 있다고 생각하는 이유를 보도하고 있었다.

1997년 NASA의 갈릴레오 우주선에 의해 수집된 데이터는 지금까지 설명할 수 없었던 미스터리인, 자기장의 짧고 국소적인 굴곡(bend)을 풀기 위해, 새롭고 발전된 컴퓨터 모델을 사용하였다. NASA의 허블 우주 망원경(NASA 's Hubble Space Telescope)에서 나온 이전의 자외선 이미지로 인해 분출 기둥들이 존재한다는 것을 알 수 있었지만, 근원에서 훨씬 가깝게 수집된 데이터를 사용한 새로운 분석은, 분출 기둥들을 매우 강하게 지지하는 것으로 입증되었다. 연구 결과는 Nature Astronomy 저널에 게재되었다.

기사에 포함된 비디오 영상은 분출 기둥이 어떻게 생겼는지에 대한 애니메이션을 보여준다. 지아는 확실한 결과를 얻기 위해 새로운 데이터 분석 기법을 사용했다. "데이터가 있었지만 관측을 이해하기 위해 정교한 모델링이 필요했다"고 그는 말했다. 그의 결과는 분출 기둥이 진짜라는 증거뿐만 아니라, 실제로 우주선이 그것을 관통하여 날아갔다는 증거를 보여주었다.

예상대로, 보도 자료는 생명체의 가능성을 제시하고 있었다. 유로파의 유도자기장을 설명하기 위해서, 유로파는 지하에 바다를 가진 것으로 추정되고 있다. 만약 유로파가 얼음 지각을 통해서 입자들을 분출시켰다면, 과학자들은 분출 기둥이 생명체의 발생에 도움이 될 수 있었으며, 얼음 지각을 파내는 것보다 쉽게 탐지할 수 있을 것이라고 생각하고 있었다.

"만약 분출 기둥이 존재하여, 우리가 직접 유로파 내부에서 나오는 시료를 채취할 수 있다면, 유로파에 생명체가 있는지 여부를 보다 쉽게 알 수 있을 것이다"라고 파파라도(Pappalardo)가 말했다. "그것은 미션 이후의 일이다. 그것은 큰 그림이다."

유로파 클리퍼(Europa Clipper)라 불리는 미션은 유럽인(Europeans)이 아닌 유로파인(Europans)을 찾을 수도 있다는 것이다. 한 글자 차이가 큰 차이를 만든다.

Geophysical Research Letters(2018. 4. 30) 지의 새로운 논문은 유로파의 이웃으로, 태양계에서 가장 큰 위성인 가니메데(Ganymede)에서 관측된 자기장(magnetic fields)에 대해 말하고 있었다. 갈릴레오 미션 과학자들은 가니메데가 본질적으로(유도되지 않은) 자기장을 갖고 있다는 것을 몇 년 전에 발견하곤 놀랐다. 대부분의 논문들은 자기장의 세부 사항에 관한 것이지만, 여기에 "요약 글"의 일부는 다음과 같다 :

NASA의 갈릴레오 우주선은 1996년 6월 27일 목성의 가장 큰 위성인 가니메데를 최초로 근접 비행하면서, 가니메데가 자기장을 발생시키고 있는 최초의 위성임을 발견했다. 지구에서처럼, 가니메데의 자기장은 자기권(magnetosphere)이라고 불리는, 위성 주변에 자기 기포(magnetic bubble)를 형성하고 있었다. 갈릴레오는 하전된 입자를 측정하도록 설계된 PLS(Plasma Subsystem)라는 장비를 탑재했다. PLS는 이 첫 번째 근접비행 중에 데이터를 수집했지만, 결과는 발표되지 않았었다. 원래의 비행 기록을 부활시켜서, 우리는 이들 데이터를 처리했고, 여기에 처음으로 제시한다. 이것은 복잡하고 이국적인 자기권의 일부 구조와 세부적 사항들을 살펴볼 수 있게 해주었다. 하전된 얼음물 입자들이 가니메데에서 탈출되어 나오는 것이 관측되었으며, 목성으로부터 강력한 입자들이 위성의 얼음 표면으로 쏟아져 들어오고 있음이 관측되었다.

과학자들은 또한 가니메데의 오로라 영역(auroral zones), 전리층(ionosphere), 다른 자기장의 현상들을 기술하고 있었다. 자기장은 시간이 지남에 따라 감소하기 때문에, 이러한 크기의 천체가 아직도 자기장이 남아 있다는 것은 커다란 미스터리이다. 비슷한 크기의 위성 타이탄에는 자기장이 없다.

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행성 과학자들은 생명체의 존재 여부만을 앵무새처럼 반복하는 습관을 버리고, 태양으로부터 멀리 떨어져, 극도로 추운 곳에 있는 유로파에서 어떻게 수십억 년 동안 물질이 분출될 수 있는 지를 설명해야한다. 간헐천들을 분출하고 있는 엔셀라두스는 유로파보다 훨씬 작다. Icarus 지의 또 다른 논문은 엔셀라두스를 설명해보려고 시도하고 있었지만, "엔셀라두스의 내부적 동력을 설명하기 위해서는 예상치보다 작은 바다와 지각 두께가 필요하다"는 것을 인정하고 있었다. 생명체의 존재 여부만 다루지 말고, 수십억 년 후에도 활발한 화산폭발과 간헐천 분출 문제를 다루어보라. 그리고 가니메데가 어떻게 아직도 자기장을 갖고 있을 수 있는지를 다루어보라.


*관련기사 : 목성 위성의 물기둥… 갈릴레오호는 21년 전에 알았다 (2018. 5. 17. 조선일보)

http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2018/05/16/2018051603470.html

'목성 얼음기둥' 유로파의 물기둥 증거 나왔다 (2018. 5. 15. ZD Net Korea)

http://www.zdnet.co.kr/news/news_view.asp?artice_id=20180515105458&type=det&re=

나사 '목성 위성 유로파에서 200㎞ 물기둥 발견” (2016. 9. 27. 한겨레)

http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/762920.html

NASA, 목성 위성 `유로파`에서 수증기 기둥 발견 (2016. 9. 27. 조선비즈)

http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2016/09/27/2016092700456.html?main_hot2

초대형 우주 화산, 분출 높이가 400km, ‘지구였다면 재앙 수준’ (2013. 9. 5. 동아일보)

http://news.donga.com/Main/3/all/20130905/57482871/1

목성의 달 ‘이오’서 초대형 화산 폭발 포착 (2014. 8. 5. 나우뉴스)

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20140805601009

토성 위성 엔셀라두스 ‘101개 간헐천’ 포착 (2014. 7. 29. 나우뉴스)

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20140729601008

엔진 불꽃같네… 토성 위성의 얼음분수(2017. 7. 21. 서울신문)

http://www.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20170722020005&wlog_tag3=naver

목성의 달 ‘가니메데’ 밑에 지구보다 더 큰 바다 숨었다 (2016. 3. 16. 동아사이언스)

http://dongascience.donga.com/news/view/6356

목성 위성 ‘가니메데’에 거대한 바다, 수심이 지구 10배로…(2016. 3. 15. 동아일보)

http://news.donga.com/3/all/20150315/70130520/1


출처 : CEH, 2018. 5. 15.

주소 : https://crev.info/2018/05/europa-may-another-geyser-moon/

번역 : 미디어위원회





박지훈(미디어간사)
2018-03-19

왜소행성 세레스는 젊다!

(Ceres Is Young)

David F. Coppedge


     돈 미션(Dawn Mission)의 과학자들은 왜소행성 세레스(Ceres)에서 물의 순환과 빠른 지질학적 변화의 증거들을 관측하고 놀라고 있었다.

행성과학자들은 수십억 년이라는 연대에 익숙하기 때문에, 돈(Dawn) 우주선이 소행성 세레스에 관해 밝혀낸 사실들은 그들에게 충격이었을 것이다. Jet Propulsion Laboratory의 보도 자료에 따르면, “NASA의 돈 우주선은 세레스의 표면에서 최근 변화를 밝혀냈다”는 것이다. 이전에 우주선은 바다에서 생성되었을 것임에 틀림없는 탄산염(carbonates)을 탐지해냈었다. 이제, 과학자들은 돈 미션의 관찰 기간 내에서 일어난 변화를 목격하고 있는 중이다.

얼음물(water ice)은 줄링 크레이터(Juling Crater)의 내부처럼 그림자 속에 숨겨져 있지 않다면, 오랜 기간 동안 세레스의 표면에서 안정적이지 않다. 마찬가지로, 수화된 탄산염(hydrated carbonate)도 몇 백만 년 후에는 탈수되어버렸을 것이다.

"이것은 수화된 탄산염이 풍부한 지역이 최근의 지표면 활동으로 인해서 노출된 것임을 의미한다"고 카로조(Carrozzo)는 말했다.

충돌, 산사태, 얼음화산분출 등을 통해 노출된, 매우 다양한 얼음 및 탄산염의 물질들은 세레스의 지각 조성이 균일하지 않음을 시사한다. 이러한 이질성은 세레스의 (지각을 형성했던) 원래의 바다가 얼어붙는 동안 발생되었던지, 이후에 커다란 충돌이나 얼음화산의 관입의 결과로 발생했다.

천체물리학 연구소의 소장인 크리스티나 상티스(Cristina De Sanctis)는 "짧은 시간 동안 수산화나트륨 탄산염의 존재뿐만 아니라, 많은 량의 얼음물의 변화는 세레스가 지질학적으로나 화학적으로 활발한 천체라는 것을 증거하고 있다“고 말했다.


이 발견은 두 논문에 의해서 발표되었다. Science Advances(2018. 3. 14) 지의 한 논문은 "중위도 크레이터에서 얼음물의 탐지와, 단지 6개월 만에 얼음물이 눈에 보이는 변화의 발생은 예상치 못한 관측이다“라고 말한다. "세레스의 표면에서 보고된 변동은 이 천체가 화학적으로나 물리적으로 현재에도 활동적임을 나타낸다.“

천체의 크기가 작을수록, 더 빨리 냉각되기 때문에, 45억 년 후에는 모든 활동은 정지되어야만 한다. 세레스는 명왕성보다 훨씬 적다. (뉴 호라이즌 우주선은 2015년에 명왕성에 날아갔을 때, 예기치 않은 활동성을 보여주었다. see review 19 March 2016). 또한 토성의 위성 디오네(Dione) 보다도 작다. 돈 우주선의 또 다른 목적지인 소행성 베스타(Vesta)도 물과 함께 젊은 증거들을 보여주었다.(28 Oct 2011, 9 Feb 2015). 논문의 마지막 부분에서, 과학자들은 세레스의 활동성을 유지할 수 있도록 해주는 에너지원에 대해 연구하고 있었다.


짧은 시간 동안에 일어난 표층수 얼음의 변화를 관측한 것은, 세레스의 진화에 대한 새로운 시나리오를 제공한다. 그것은 세레스가 지질학적으로 활발한 천체임을 가리키며, 소행성대의 현재 위치를 고려할 때, 차가운 태양계 천체들과 관련되어 세레스가 매우 독특하다는 것을 강화시켜주고 있다.

Science Advances(2018. 3. 14) 지에 게재된 다른 논문에서 카로조 등은, 세레스에서 탄산염의 존재를 이해하려고 시도하고 있었다 :

일부 분출 구조와 탄산나트륨과의 상관관계는, 적어도 일부 탄산나트륨은 세레스의 여러 깊이에서 지표면 아래로 상승하는 유체에 의해서, 지표면으로 또는 근처로 운반되었다는 것을 암시한다. 그러나 탄산나트륨과 젊은 크레이터와의 관련성은 충돌 열에 의해서 만들어진 물질과도 관련될 수 있다. 이 데이터만으로 가능한 메커니즘들을 완전히 구별하기에 충분하지 않으며, 탄산나트륨의 유형과 관측된 분포는 서로 다른 과정이 조합된 결과일 수도 있다.

어떤 경우라도, 지표면에서 탄산염이 검출된 것은 “세레스의 화학 진화에 있어서 주요한 제약이 되고 있다”고 저자는 말한다.

암모늄 염(NH4 salts)은 지질학적 시간 동안 불안정했을 것으로 추측된다. 탄산나트륨 수화물(hydrated sodium carbonates)은 공기가 없는 표면에서는 불안정하며, 수백만 년에 걸친 진공 및 광선 노출 시에 탈수된다. 표면의 불안정화는 탈수 및 탈탄산 과정을 포함한다. 예를 들어, Na2CO3·H2O는 Na2CO3 + H2O가 된다. 탄산나트륨 수화물의 검출은 지표면 환경에서 그들의 부분적인 분해(주로 탈수)를 가져와, 탄산나트륨의 수성 기원(aqueous origin)을 지지한다. 이것은 탄산염 수화물이 풍부한 곳들은 최근에(수백만 년 이내) 형성 및 노출되었다는 것을 의미하고, 탄산나트륨 수화물의 탈수가 여전히 진행되고 있음을 의미한다. 이것은 크레이터들이 수천만 년 이내인 최근에 형성되었음을 예측하는 계산 및 모델링과 일치한다.

탄산나트륨의 다른 화학적 형태들, 그들의 신선한 모습, 형태학적 설정, 세레스의 고르지 않은 분포 등은, 탄산염의 형성, 노출, 탈수, 파괴 과정이 지질학적 시간으로 최근에 반복적이고 지속적으로 일어났음을 가리킨다. 이것은 세레스가 유동성 물을 포함하여 지금도 진화를 계속하고 있는 천체임을 의미한다.

그들은 수백 수천만 년의 연대로 평가하고 있지만, 추정되는 태양계 나이 45억 년에 비하면 매우 젊은 연대가 된다.

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점점 증가하고 있는, 젊고 활동적인 천체 목록에 소행성 세레스도 가입되었다. 행성과학자들은 수십억 년이라는 태양계의 나이 동안 아직도 활발한 모습을 가지고 있는, 또 다른 천체들을 계속 발견하게 될 것이다. 소행성 세레스는 수십억 년이라는 나이를 거부하는 또 하나의 천체가 되고 있는 것이다.

 .돈 미션 10주년에 촬영된 세레스의 사진. 가운데 밝은 지역은 탄산나트륨(sodium carbonate)이 축적되어 있는 오카토르 크레이터(Occator Crater) 이다. (NASA / JPL)



출처 : CEH, 2018. 3. 16.

주소 : https://crev.info/2018/03/ceres-is-young/

번역 : 미디어위원회



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