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화성과 달에 신선한 충돌 크레이터들
(Fresh Impacts Viewed on Mars, Moon)
CEH

   우주 과학자들은 달과 화성에서 관측된 새로운 충돌자국들을 보고 충돌분화구(crater) 형성에 관해 거의 실시간으로 배우고 있다. 이것으로부터 어떤 결론을 내릴 수 있을까?

달 (Moon)

2013. 3. 17일 NASA 카메라에 의해서 달에서 한 섬광이 포착되었다. (space.com에서 영상을 볼 수 있다). 충돌 물체는 시속 5만6천 마일로 떨어진 작은 바위 크기의 물체였다. 생성된 충돌 크레이터는 약 20m 너비로 추정되었다. 그 섬광은 NASA가 2005년부터 달 충돌을 모니터링하기 시작한 이후 일어났던 300여 개의 충돌들에 비해 10배 더 밝은 가장 빛난 섬광이었다. 비디오 클립에 따르면, ”달 유성우는 모두가 예상했던 것보다 더 흔한 것으로 밝혀졌다”는 것이다. 충돌의 약 55%는 유성군으로부터 유래한다. 나머지는 무작위적 낙오 물체들이다.

지구의 대기권은 이러한 많은 물체로부터 우리를 보호해주고 있다. 하지만, 지난 2월 15일의 러시아 충돌 크레이터(space.com)는 약 18m 크기의 물체(달 충돌체보다 50배나 더 컸던)에 의해 만들어졌는데, 근 1세기 이상 동안에 가장 큰 유성체로 보도되었다.


화성 (Mars)

화성 정찰위성(Mars Reconnaissance Orbiter, MRO)과 같은 궤도 우주선들은 행성과학자들에게 다른 행성들에서 일어나는 유성체 충돌율에 관한 ”지상 실측자료”를 제공해주고 있다. 애리조나 대학의 한 보도 자료는 충돌 전후 사진에 기초하여, MRO의 고해상도 카메라에 감지된 250개의 새로운 충돌 크레이터들에 대해 논의하고 있었다. 이것은 매년 수백 번의 충돌을 의미함에도 불구하고, 이 비율은 예상치보다 낮은 것이다 :

화성 지형의 충돌 전후 사진을 비교하면서, 고해상도 카메라(UA-led HiRISE) 이미지 분석 연구자들은 화성 표면에서 약 250개의 새로운 충돌 크레이터들을 확인했다. 이 결과는 화성이 예상보다 적게 우주 암석들에 강타 당함을 시사한다. 이는 이전 과학자들이 충돌 빈도를 예상할 때, 달의 충돌 크레이터 생성 빈도를 사용했기 때문이다.

새로운 데이터는 화성의 나이에 대해 어떠한 정보를 제공할 수 있는가? 이 기사는 ”새로운 충돌분화구 생성 빈도 예측치는 과학자들이 화성과 다른 행성의 노출된 지표면 나이를 추정하는 척도가 된다”고 말한다. 그러나 고려해야할 다른 변수들이 있다. 유성체는 먼지 입자부터 소행성 정도까지 다양한 크기이고, 각자의 다른 충돌 확률을 가지고 있다. 특정한 임계치 이상의 물체들은 2차적 충돌(secondary impacts, 충돌체 조각들이 충돌 비산한 후 재낙하하여 일으킨 충돌)을 일으키며(9/25/07), 결국 충돌분화구들의 수에 의한 연대 계산을 근본적으로 믿을 수 없도록 만든다(5/22/12).

게다가 (입증할 수 없는 가정 없이) 오늘날의 충돌율로 먼 과거의 충돌율을 추정할 수 없다. 그래서 알프레드 맥이웬(Alfred McEwen)이 ”화성의 현재 충돌 크레이터 생성 속도는 태양계 내에서 가장 잘 알려져 있다”라고 말할 때, 그는 우주 프로그램으로 관측된 기간 내의 지식에 대해서만 권위를 가지는 것이다.

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충돌 크레이터의 생성 빈도와 연대를 계산할 때, 이차적 충돌이라는 심각한 문제뿐만 아니라, 다른 복잡한 문제들도 고려해야 한다. 즉, 충돌체의 속도, 충돌 각도, 충돌 대상체의 중력, 충돌체와 충돌대상체 표면의 구성 성분(예를 들면, 다공성), 대기권의 저항, 자기장, 태양광 압력, 다른 궤도 천체들의 집속 효과...등등. 무엇보다도 충돌 빈도가 가끔씩 발생하는 사건인지를 알기는 불가능하다. 어떤 큰 유성체 집단은 충돌분화구 숫자에 근거한 모든 연대 계산을 폐기시킬 수 있다. 행성학자들은 달 데이터로 '후기 대폭격기(Late Heavy Bombardment, LHB, 39억년 전 쯤에 있었다고 여겨지는 운석 폭격의 시기)”를 추정하고 있지만, 우리가 살펴보았듯이 이러한 추론은 비판을 피할 수 없다(4/26/12, 1/09/12, 9/17/10, 2/16/10).

비유하자면, (그랜드 캐년과 세인트 헬렌산의 루윗 캐년을 포함하여) 큰 협곡 사이를 흐르는 강들 중에는 협곡 생성에 관여하지 않은 강들이 있다. 그 강들은 격변적 사건의 유물들이다. 오늘날의 일부 관광객들은 이러한 협곡들을 보면서, 협곡들이 오랜 기간 동안에 느리고 점진적인 침식에 의해서 형성되었을 것이라고 생각하고 있지만, 세인트 헬렌 산의 경우에서 확인되었듯이, 그러한 생각은 사실이 아니다. 유사하게 옐로우스톤 화석 숲(Yellowstone fossil forests)도 오랜 시간동안 느린 과정을 거쳤다고 생각됐었지만, 이제는 격변에 의해서 퇴적되었다고 여겨지고 있다.

그래서 당신이 충돌 크레이터들로 가득한 달이나 화성, 또는 태양계의 다른 천체들을 볼 때, 단순히 크레이터의 숫자만으로 표면의 나이를 알 수는 없다. 교과서나 TV 다큐멘터리가 뭐라고 해도 말이다. 당신이 이것을 믿지 못하겠다면, 샤오와 스트롬(Xiao and Strom)이 1년 전에 Icarus 지에서 뭐라고 했는지를 읽어보라.(5/22/12).

 

출처 : CEH, 2013. 5. 21.
URL : http://crev.info/2013/05/fresh-impacts-viewed-on-mars-moon/
번역자 : 미디어위원회

관련 자료 링크:

1. 충돌 크레이터들을 장구한 연대로 적합시키기 (Dating of Impacts and Impacts of Dating)
2. 크레이터를 만든 충돌체는 순환될 수 있다. : 운석공에 의한 연대측정의 계속되는 실패 (Crater Dater Deflator: Impactors Can Be Recycled)
3. 크레이터 수 연대측정 방법에 계속되는 충격들 : 운석공 연대측정의 패러다임이 변하고 있다 (More Impacts on Crater Count Dating)
4. 크레이터 수에 의한 연대추정 논란 (Crater-Count Dating Squabble Unresolved)
5. 화성에 물이 흐른 협곡과 새로운 운석 충돌 크레이터들의 발견 (Mars Waterpark a Booming Place)
6. 지질학자들은 이집트 크레이터들에 대해 당혹해 한다. (Geologists Puzzle Over Egyptian Craters)
7. 갑자기 훨씬 더 젊어진 행성들과 위성들 : 운석 충돌에 의한 크레이터들은 대부분 이차성이었다. (Planets and Moons Suddenly Got Much Younger)
8. 목성에서 새로운 충돌 흔적이 발견되었다. (Jupiter's Been Hit!)
9. 달에 있는 유령 크레이터들 : 달 토끼가 우리에게 말하고 있는 것은? (Ghost Craters in the Sky)
10. 화성의 대홍수 : 왜 지구의 대홍수는 안 되는가? (Big Flood on Mars; Why Not on Earth?)
11. 화성에 생명체의 존재 가능성? : 무기 원소들의 발견이 생명체 존재의 가능성인가? (Washing Machines on Mars)
12. 화성에 생명체 존재의 강력한 증거? : 물의 존재가 생명체 존재의 증거인가? (Strong Evidence for Life on Mars?)
13. 화성의 붉은 색은 물 없이도 가능했다. (Mars Red-Faced Without Water)
14. 늙고 젊은 모습의 소행성 베스타! : 충돌분화구(운석공)에 의한 연대 추정의 계속되는 실패 (The Asteroid Vesta—‘old’ yet ‘young’!)
 
 
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