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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 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 있다.”

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(2018. 7. 19) 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 손실률에 대해 놀라지 않는다. 화성은 수십억 년이 되지 않았기 때문이다.

 

출처 : CEH, 2018. 7. 20.
URL : https://crev.info/2018/07/mars-losing-atmosphere-fast/
번역자 : 미디어위원회

관련 자료 링크:

1. 화성과 금성의 활발한 지질활동은 젊은 연대를 가리킨다. 그리고 행성 탄생이 관측됐다는 주장은 기각됐다. (Activity on Planets Suggests Youth)
2. 세속주의자들은 화성의 전 행성적 대홍수를 믿고 있다. (Secularists Can Believe Mars Had a Global Flood)
3. 화성에 액체 상태의 물? (Liquid Water on Mars?)
4. 당신은 화성인이 아니다. : 최초 생명체가 화성에서 출현했다고? (You Are Not a Martian)
5. 화성의 대홍수 : 왜 지구의 대홍수는 안 되는가? (Big Flood on Mars; Why Not on Earth?)
6. 화성과 달에 신선한 충돌 크레이터들 (Fresh Impacts Viewed on Mars, Moon)
7. 화성에 큰 깊음의 샘들? : 화성의 대홍수는 Yes, 지구의 대홍수는 No? (Fountains of the great deep on Mars?)
8. 화성에서의 물의 작용: 지형과 퇴적지층 (Water Activity on Mars: Landscapes and Sedimentary Strata)
9. 화성의 방사선은 우주비행사의 뇌를 익혀버릴 것이다 (Mars Radiation Would Fry Astronaut Brains)
10. 간헐천을 분출하고 있는 유로파와 가니메데의 자기장은 수십억 년의 태양계 나이와 모순된다! (Europa May Be Another Geyser Moon)
11. 왜소행성 세레스는 젊다! (Ceres Is Young)
12. 지구 자기장은 지금도 붕괴하고 있는 중이다! (Earth Magnetic Field Still Decaying)
13. 엔셀라두스는 수십억 년 동안 분출할 수 없다. (Enceladus Cannot Spout for Billions of Years)
14. 왜소행성 하우메아도 고리를 갖고 있었다! : 작은 천체에 존재하는 고리는 젊은 연대를 가리킨다. (Ring Around the Dwarf Planet Says ‘I’m Young’)
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16. 카시니 우주선은 토성의 젊음을 확인하고 있다. (Cassini Gets Higher Look at Saturn’s Youth)
17. 수십억 년 전의 지구는 차가운 얼음 행성이어야만 했다 : ‘희미한 젊은 태양 역설’의 구조장치로서 메탄의 실패 (If Earth Is Old, It Should Have Frozen)
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23. 나는 젊다고 외치고 있는 태양계!
24. 토성의 위성들은 공룡보다 젊을 수 있다? 1억 년으로 줄어든 엔셀라두스의 나이 (Are Saturn’s Moons Younger than the Dinosaurs?)
25. 소행성 세레스는 젊은 연대를 가리킨다. (Ceres Shows Serious Youth)
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27. 붕괴되고 있는 지구 자기장과 발전기 이론. (Earth’s Geodynamo: An Energy Crisis)
28. 달의 이전 자기장에 대한 세속적 혼란 (More secular confusion about moon’s former magnetic field)
29. 젊은 모습의 명왕성, 혜성, 행성들 (2015년 톱 뉴스) (Top 2015 News: Comets, Planets, and Pluto)
30. 67p 혜성에서 발견된 산소 분자는 젊은 연대를 가리킨다. (Unexpected Oxygen on Young-Looking Comet)
31. 명왕성에 얼음 화산이 분출 중일 수 있다! (Pluto May Be Erupting)
32. 혜성 67P에서 산소가 발견되었다. : 태양계의 기원에 관한 현대 이론이 틀렸을 수 있다. (News from Comet 67P)
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34. 명왕성에서 뉴호라이즌스 (New Horizons at Pluto)
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38. 엔켈라두스의 간헐천들은 넓게 커튼처럼 분출되고 있었다 (It’s Curtains for Enceladus)
39. 엔셀라두스가 젊다는 추가적 증거들 : 물 뿐만 아니라, 실리카와 메탄도 같이 분출되고 있었다. (Saturn's Enceladus Looks Younger than Ever)
40. 목성의 위성 '가니메데'에 소금물의 지하 바다가 존재한다. : 그러나 연대 문제는 언급되지 않고 있었다. (Water Worlds Tempt with Life, Not Youth)
41. 맹렬하게 화산을 분출하고 있는 목성의 위성 이오는 수십억 년의 태양계 나이를 거부한다. (The violent volcanoes of Io)
42. 수성과 달은 아직도 화산 분출 중일 수 있다. : 증가하고 있는 젊은 태양계의 증거들! (Mercury, Moon May Still Be Erupting)
43. 해왕성의 위성 트리톤은 젊은 나이를 가리킨다. (Active Moon Triton Revisited)
44. 우주에 엉성한 천체가 아직도 존재하는 이유는? : 돌무더기 소행성은 장구한 연대를 거부한다. (Fluffballs in Space Shouldn’t Exist)
45. 엔셀라두스에서 발견된 101개의 간헐천들 : 증가하고 있는 젊은 태양계의 증거들. (Solar System Geysers—Each a Fountain of Youth)
46. 태양계 행성들에서 밝혀진 새로운 사실들 2 : 목성, 토성, 위성들, 혜성들은 젊은 연대와 창조를 가리킨다.
47. 태양계 행성들에서 밝혀진 새로운 사실들 1 : 수성, 금성, 달, 화성, 소행성들은 젊은 연대를 가리킨다. (Every Planet Surprises Secular Astronomers I: Inner Planets)
48. 엔셀라두스 지하에 거대 바다가 의미하는 것은? : 수십억 년의 연대는 전혀 의심되지 않고, 생명체의 존재 가능성만 과장 보도되고 있었다. (Enceladus Ocean Means Dating Trouble, Not Life)
49. 달에 거대한 운석 충돌이 의미하는 것은? : 운석공 수에 의한 연대 추정 방법의 몰락과 우리의 지구 (Record Impact on Moon Ups Cratering Rate Estimates)
50. 소행성 세레스도 수증기를 분출하고 있었다! (Another Geyser World Erupts: Asteroid Ceres)
51. 금성은 행성 역사의 80%를 잃어버렸다. (Venus: 80% of Its History Is Missing)
52. 목성의 위성 유로파도 물 기둥을 분출하고 있었다. : 젊은 태양계를 가리키는 또 하나의 증거. (Europa Joins the Geyser Club)
53. 달의 먼지 문제가 다시 부각되고 있다. (Lunar Dust Problem Re-opened)
54. 낙뢰가 만드는 섬전암과 가속화시켰을 침식률은 수십억 년의 지구 나이와 조화되지 않는다. (Counting Earth's Age in Lightning Strikes)
55. 오래된 지구 나이에 도전하는 ‘희미한 젊은 태양 역설’ : 생명체가 출현하던 시기의 지구 환경은 계속 오리무중? (Sun Paradox Challenges Old Earth Theory)
56. 고속으로 상승된 마그마는 젊은 지구를 가리킨다. (Express-Lane Magma Indicates Young Earth)
57. 사람이 거주하도록 창조된 지구 : 지구 행성의 놀라운 설계 특징 (Created to be inhabited, Amazing design features in planet Earth)
58. 달에 최근까지 존재했던 자기장 미스터리 (The Moon's Latest Magnetic Mysteries)
59. 유성체에 폭격당하고 있는 토성의 고리 : 수십억 년의 토성 나이와 조화되지 않는다. (Saturn’s Rings Impacted by Meteoroids)
60. 타이탄의 메탄은 여전히 수수께끼이다. (Titan’s Methane Still Puzzles Scientists)
61. 젊은 모습의 태양계 천체들은 진화론자들에게 수수께끼이다. (Youthful Solar System Bodies Puzzle Evolutionary Scientists)
62. 수십억 년의 연대에 도전하는 타이탄 (Titan and Mercury: Challenges to Billions of Years)
63. 빠르게 붕괴되고 있는 지구 자기장 (Rapidly Decaying Magnetic Field)
64. 토성의 위성 타이탄에 젊게 보이는 메탄 호수 (Young-Looking Methane Lakes on Saturn's Moon)
65. 수성의 자기장 지각은 창조론의 예측과 일치했다. (Mercury's Magnetic Crust Fulfills Creation Prediction)
66. 지구 자기장은 생각했던 것보다 지속될 수 없다. (Earth’s Magnetic Field Less Sustainable than Thought)
67. 태양의 분출 이론은 태양 역설을 해결할 수 있는가? (Can Solar 'Belch' Theory Solve Sun Paradox?)
68. 태양의 나이 (Age of the Sun)
69. 태양은 얼마나 지속될 수 있을까? (How Long Will The Sun Last?)
70. 사라진 달의 자기장 수수께끼 : 발전기 이론은 달의 이전 자기장을 설명할 수 있는가? (The Moon’s former magnetic field)
71. 젊은 혜성은 태양계 형성 이론에 도전한다. (Young Comet Challenges Solar System Formation Story)
72. 줄어들고 있는 수성의 자기장은 창조 모델과 조화된다. (Mercury's Fading Magnetic Field Fits Creation Model)
73. 수성의 젊은 표면을 발견한 메신저호 (Messenger Probe Finds Mercury's Surface Looks Young)
74. 목성의 위성 이오에서 마그마의 바다가 발견되었다. : 이 추운 곳에 뜨거운 열이 아직도 존재하는 이유는? (Despite 'Magma Ocean' Discovery, Io's Volcanic Heat Remains a Mystery)
75. 지구 자기장 데이터는 창조 모델을 확증한다. (Magnetic Field Data Confirm Creation Model)
76. 새로운 달의 뒷면 사진들은 젊은 달을 가리키고 있다. (New Images Show Far Side of the Moon Looks Young)
77. 엔셀라두스에 존재하는 열은 수십억 년의 연대와 조화되지 않는다. (Heat of Saturn Moon Far Surpasses Long-age Expectations)
78. 젊은 지구와 젊은 우주를 가리키는 101 가지 증거들 3. (101 evidences for a young age of the earth and the universe)
79. 젊은 지구와 젊은 우주를 가리키는 101 가지 증거들 2. (101 evidences for a young age of the earth and the universe)
80. 젊은 지구와 젊은 우주를 가리키는 101 가지 증거들 1. (101 evidences for a young age of the earth and the universe)
81. 가니메데의 자기장은 수십억 년의 태양계 나이를 거부한다. (Ganymede Age Threatened by Magnetism)
82. 멀리 있는 별빛은 우주가 오래되었음을 증명하는가? 2 (Does Distant Starlight Prove the Universe Is Old?)
83. 멀리 있는 별빛은 우주가 오래되었음을 증명하는가? 1 (Does Distant Starlight Prove the Universe Is Old?)
84. 엔셀라두스의 오랜 분출을 설명할 방법이 없다. (Hopes Die for Enceladus Longevity) 
85. 수성의 자기장이 전하고 있는 메시지 (Magnetic Message from Mercury)
86. 토성의 위성들은 과학자들을 계속 놀라게 하고 있다. : 레아(Rhea)도 고리를 가지고 있는 듯 (Saturn Moons Continue to Surprise Scientists)
87. 하늘은 젊은 태양계를 선포하고 있다. : 혜성, 달, 뜨거운 목성형 행성들이 말하고 있는 것은? (The Heavens Declare.... A Young Solar System)
88. 뜨거운 내부를 가지고 있는 토성의 위성 엔셀라두스 (Something is Cooking Under Enceladus)
89. 분출 중인 위성들은 수십억 년의 태양계 나이를 거부한다. (Active Moons Challenge Old-Age Beliefs)
90. 혜성에 관한 진화론자들의 슬픈 고뇌 (Comet Woes Lamented) 
91. 토성의 고리를 수십억 년의 연대로 적합 시키기 (Stretching Saturn’s Rings in Time) 
92. 목성에서 새로운 지평 : 위성 이오, 유로파, 가니메데, 그리고 목성의 고리 (New Horizons at Jupiter)
93. 뜨거운 용암을 분출하고 있는 이오(Io) : 수십억 년의 연대를 거부하는 한 작은 목성의 위성 (Spewing Hot Rocks on Old Ideas)
94. 혜성에 대한 고뇌! : 뉴스 보도는 이면의 악화를 숨기고 있다. (Comet Woes: News Reports Hide Backroom Exasperation)
95. 한 혜성 이야기 : 슈바스만-바흐만 3 혜성의 붕괴가 말하고 있는 것은? (A Comet's Tale)
96. 수성의 나이를 수십억 년으로 유지하기 위한 비틀기 (Tweaking Mercury to Keep it Old)
97. 젊은 나이로 보이는 이아페투스와 카론 (Iapetus, Charon Look Young for Their Age)
98. 토성의 위성들은 도처에서 분출하고 있었다. : 분출 활동을 하고 있는 테티스와 디오네 (Satan's Moons Are Bustin' Out All Over)
99. 연성 소행성 : 오래된 연대에 대한 무서운 도전 (Binary Asteroid 'Formidable Challenge to Theory')
100. 위성 열병은 태양계 외곽으로 확산되고 있다. : 카이퍼 벨트의 소행성은 아직도 내부 열을 가지고 있었다. (The Hot Moon Epidemic Spreads to the Suburbs)
 
 
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