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“달 표면, 운석충돌 잦다…표토층 바뀌는 데 고작 8만년”

등록일 : | 2016-11-29 13:33:56

달 탐사 궤도선이 관측한 7년간 ‘전과 후’ 영상차이 비교

새로 생긴 크레이터 222개… 2차 충돌 흔적도 다수 발견

00moonsurface4.jpg» 달 표면 관측 사진. 출처/NASA, 애리조나주립대학 



‘미래에 인류가 달을 탐험한다면 거주 구역은 지하에 만든다 해도 공급물자나 로켓이나 다른 설비들은 달 표면에다 장기간에 걸쳐 놓아두어야 한다. 달 표면의 설비를 보호하는 대책을 세우려면 [우주에서 날아드는 운석이 달 표면에 부딪히는] 충돌률이 어느 정도인지 알아야 한다.’ (애리조나주립대학 보도자료)


대기층이 사실상 없어 우주 공간의 운석들이 그대로 부딪히는 달 표면에는 지금까지 알려진 것보다 훨씬 더 자주 운석들이 충돌하고 있다는 연구결과가 나왔다. 연구진은 달에 기지를 세운다면 이런 충돌의 위험도를 더 높게 평가해 대비해야 한다고 제안했다.


미국 애리조나주립대학교와 코넬대학교의 행성지질학 연구진(책임저자 에머슨 스페이어러, Emerson Speyerer)은 2009년부터 7년 동안 미국항공우주국(NASA)의 달탐사 궤도선(Lunar Reconnaissance Orbiter; LRO)이 촬영한 달의 일정 영역 표면 영상들을 비교해 분석해보니 이 기간에 생긴 222개의 운석 충돌 구덩이(crater)를 새로 찾아냈다고 밝혔다. 연구결과는 과학저널 <네이처>에 실렸다.


연구진은 달탐사 궤도선의 고해상도 카메라가 촬용한 1만 4000여 쌍의 ‘전과 후’ 영상들을 컴퓨터를 이용해 분석했다. 이들은 일종의 ‘틀린 그림 찾기’처럼 달라진 부분을 식별하는 방식으로 비교, 분석해 222개의 새로운 운석 충돌 구덩이를 찾아냈다. 예컨대, 아래 영상들은 달탐사 궤도선이 2012년 10월 25일(위쪽)과 2013년 4월 21일(그 아래쪽)에 촬영한 같은 영역의 두 영상으로, 자세히 보면 아래쪽 영상의 한 가운데에 이전 영상에는 없던 작은 점이 나타남을 볼 수 있다(맨아래 참조). 이런 차이는 두 시기 사이에 12미터 폭의 운석 충돌 구덩이가 새로 생겨났음을 말해준다.


00moonsurface5.jpg  

00moonsurface3.jpg


7년 동안 새로 생긴 운석 충돌 구덩이 222개의 수치는 지금까지 달 연구자들이 예측하던 충돌률과 비교해 33퍼센트나 많은 것이라고 연구진은 밝혔다. 운석 충돌이 알려진 것보다 훨씬 자주 일어나는 것으로 보인다는 것이다.


이와 함께 이번 연구진은 우주에서 날아든 크고작은 운석들에 의해 달 표면의 위쪽 2 센티미터 표토층이 모두 뒤바뀌는 데 걸리는 시간이 전에 알려진 ‘수십만~수백만 년’과 비교해, 훨씬 짧은 ‘8만 1000년’ 밖에 걸리지 않을 것이라는 새로운 추정치를 내놓았다. 달 ‘표면’의 나이가 우리가 아는 것보다 훨씬 젊다는 것이다.


달의 표토층이 “지질학적 시간으로 볼 때 눈깜짝 할 시간인” 8만 년만에 뒤바뀌는 데에는 운석 충돌만이 아니라 이후에 벌어지는 2차 충돌들의 영향 때문이라고 연구진은 설명했다.


달탐사 궤도선이 관측한 ‘전과 후’ 영상들에서는 비교적 큰 운석이 충돌해 생긴 운석 충돌 구덩이 부근에 방사형으로 퍼진 얼룩들(splotches)이 4만 7000여 개나 관찰됐는데, 연구진은 이런 얼룩들이 직접 충돌로 생겨난 파편(debris)들의 일부가 초고속으로 분사되어 퍼지면서 생겨났을 것으로 해석했다. 운석 충돌의 여파로 생긴 2차 충돌의 영향으로 달 표토층은 더욱 자주 새로운 물질로 덮일 수 있고, 이 때문에 달에 새로운 표토층이 형성되는 데에는 8만여 년의 시간밖에 걸리지 않으리라는 것이다.


연구진은 달 표면에 대한 기존 학설들이 크고작은 운석들의 직접 충돌만을 계산에 넣고서 운석 충돌에 뒤이은 2차 충돌의 영향을 소홀히 다루었다고 지적하면서 미래에 달 기지를 세운다면 이런 충돌들의 영향을 견딜 수 있도록 설계가 이뤄져야 한다고 제안했다.


 

[ 달탐사 궤도선(LRO)의 관측 활동을 보여주는 동영상.

 https://vimeo.com/185999734 ] 


오철우 기자 cheolwoo@hani.co.kr
@한겨레 과학웹진 사이언스온


사이언스온 기사 원문보기 : “달 표면, 운석충돌 잦다…표토층 바뀌는 데 고작 8만년”

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