행성에 생명체가 존재하기 위해서는 이른바 ‘골디락스 존’(생명체 거주 가능 영역)의 조건 만으로는 부족하다는 연구 결과가 나왔다. 미국 예일대 연구진은 행성에 생명체가 존재하려면 ‘골디락스 조건’ 외에도 행성이 형성할 때의 내부 온도 역시 중요한 조건이 된다고 19일(현지시간) 발표했다. 행성에 생명체가 존재할 여부를 확인하는 지표로는 ‘중심별로부터 거리가 적당하고 행성 표면에 액체 상태의 물이 존재하는 것’이​​ 중요한 것으로 여겨져 왔다. 즉, 우리 태양계의 경우 금성은 태양에 너무 가깝고 화성은 반대로 너무 멀리 있어 지구야말로 ‘골디락스 조건’에 있는 행성이라는 것이다. 하지만 이런 행성이 단순히 ‘골디락스 조건’을 갖추고 있는 것만으로는 충분하지 않을 수 있다. 연구진은 이번 연구에서 행성이 형성된 시점에서의 내부 온도 역시 중요한 요인이 된다는 것을 발견했다. 기존 이론에서는 지구와 같은 행성의 내부 온도는 맨틀의 대류 현상으로 스스로 통제할 수 있는 것으로 생각돼 왔다. 즉 이론처럼 행성의 내부 온도를 스스로 통제할 수 있다면, 행성이 탄생할 때 초저온이나 초고온 상태였다고 하더라도 결국 적정 온도에 정착한다는 것이다. 하지만 지구의 진화에 관련한 지금까지의 데이터 수치를 사용해 컴퓨터 시뮬레이션한 이번 연구로는 지구와 같은 행성은 맨틀 대류의 영향이 그다지 없는 것으로 나타났다. 지구와 같은 행성은 거대 충돌을 반복해 형성된 것으로 여겨지고 있는데 이 경우 행성의 크기와 내부 온도는 매우 다양하다는 것이다. 즉 맨틀 대류로 온도를 통제하는 것이 가능하다면 어떤 행성도 적정 온도가 될 수 있지만, 그런 일은 일어나지 않는다는 것이다. 이에 대해 연구진은 “즉, 지구는 탄생 초기부터 이미 어느 정도 적당한 온도였다는 것”이라고 설명했다. 이번 연구결과는 세계적 학술지 사이언스 자매지인 사이언스 어드밴스(Science Advances) 최신호(19일자)에 실렸다. 사진=예일대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

“방아쇠 효과로 판끼리 영향 줄 수 있지만 규모 2~4수준…불의 고리 활성화 아냐” 올 1월부터 4월까지 전 세계에서 발생한 규모 5.0 이상 지진은 33건이었다. 이 가운데 4월에만 절반에 가까운 14건이 집중됐다. 특히 지난 13~16일 일본 남단 규슈 지역에서는 8차례에 걸쳐 강진이 발생했다. 올해 지진이 발생한 지역들은 남미 칠레와 에콰도르, 남태평양 바누아트, 미국 알래스카, 러시아 캄차카반도, 일본, 대만 등으로 이 지역들을 이으면 태평양을 둘러싼 고리 형태로 나타난다. 바로 전 세계 활화산과 휴화산의 75%가 몰려 있고, 7개의 지각판이 만나 전 세계 지진의 약 90%가 발생하는 ‘불의 고리’(Ring of Fire)라고 불리는 환태평양 조산대 지역이다. 최근 일련의 지진들로 인해 한동안 잠잠하던 불의 고리가 활성화돼 대규모 지진이 발생하는 것 아니냐는 우려가 커지고 있다. ●지진 90%가 불의 고리… 활화산 75%도 이곳에 그렇지만 전문가들은 수천 ㎞ 떨어져 있는 지역에서 발생한 규모 6.0 이상의 지진이 도미노처럼 상호 연관성을 갖고 발생했다고는 보기 어렵다고 입을 모은다. 즉 남미와 에콰도르에서 발생한 지진은 ‘남아메리카판’에서 발생한 것이고, 일본 규슈 지진은 ‘필리핀판’에서 비롯된 것이기 때문에 불의 고리에서 연쇄반응을 일으켜 나타난 지진이라고 보기는 어렵다는 말이다. 한국지질자원연구원 관계자는 “방아쇠 효과로 지각판들이 서로 영향을 줄 수는 있지만 이로 인해 발생하는 지진 규모는 2.0~4.0 정도로 작다”며 “규모 6.0이 넘는 지진은 다른 판에서 발생한 지진의 영향을 받아 일어나기 어려운 만큼 최근 발생한 지진들만으로 불의 고리가 활성화됐다고 할 수는 없다”고 설명했다. 지진은 지하에 축적된 탄성에너지가 순간적으로 방출되면서 땅이 진동하는 현상이다. 판 구조론에 따르면 지구의 표면은 80~100㎞ 두께의 단단한 7개의 커다란 판과 여러 개의 작은 판으로 이뤄져 있다. 이 판들은 맨틀(지구 내부의 핵과 지각 사이에 있는 부분)의 대류에 의해 움직이게 되는데 이때 판과 판이 만나는 경계지역인 중앙해령, 변환단층, 해구 등에서 부딪치거나 멀어지거나 하면서 지진이 발생한다는 설명이다. 일본은 올들어 규모 5.0 이상의 지진을 16차례 겪었다. 이처럼 일본에 강진이 자주 발생하는 이유는 불의 고리가 일본을 가로지르고 있기 때문이다. 일본은 ‘유라시아판’, ‘필리핀판’, ‘태평양판’, ‘북아메리카판’의 4개 지각판이 만나는 접점에 위치하고 있다. 동일본 대지진은 일본 열도가 태평양판과 충돌하면서 생긴 것이고, 이달 발생한 규슈 대지진은 필리핀판과 만나면서 빚어진 것이다. 한반도와 붙어 있던 일본이 지금처럼 떨어져 나간 것은 중생대 백악기 초부터로 추정된다. 대륙지각과 해양지각이 만나 충돌하면서 일부 지역은 밑으로 들어가 바닷물이 채워지며 동해가 만들어지고 일부 지역은 솟아올라 현재의 일본을 형성한 것으로 학자들은 보고 있다. 이런 지질학적 위치 때문에 일본에는 화산 폭발과 지진 발생 가능성이 상존하고 있다. 연세대 지구시스템공학과 홍태경 교수는 “최근 이틀 사이에 6차례 가까운 지진이 발생하면서 일본에 지진 발생 횟수가 잦아진 것 아니냐는 이야기가 나오고 있는데 사실 이는 평년과 비슷한 수준”이라고 말했다. 다만 홍 교수는 “일본 정부의 조사에 따르면 일본 열도 남쪽에 위치한 필리핀판과 일본 열도가 형성하고 있는 난카이해구의 지각에 변동이 생겨 지진이 발생한다면 규모 9.0이라는 사상 최악의 상황이 벌어질 수 있다는 의견이 제시되기도 했다”고 설명했다. ●강진 前 해저판서 잇단 지진… 느린 단층현상도 “○월 ○일 오전 ○시 ○분, ○○지역에 규모 5.7의 지진이 예상되니 미리 대비해주시기 바랍니다.” 일기예보처럼 지진도 사전에 예측할 수 있다면 인명이나 재산상 피해를 줄일 수 있을 것이다. 그러나 이는 지진계를 전 세계 모든 곳에 빽빽하게 설치한다고 해도 불가능하다. 지진파가 감지되는 순간 이미 지진이 시작된 것이기 때문에 예측이라는 개념 자체가 성립하지 않는다. 그럼에도 불구하고 과학자들은 지진 예측을 위한 연구에 손을 놓고 있지 않다. 미국 UC산타크루즈 지구과학과 에밀리 브로드스키, 손 레이 교수팀은 2014년 4월 1일 칠레에서 발생한 규모 8.2의 대지진을 분석해 지진의 전조현상이라고 할 수 있는 단서들이 있다는 연구결과를 학술지 ‘사이언스’에 발표했다. 이들에 따르면 대지진이 발생하기 직전 대륙에서 떨어진 해저의 판들이 만나는 단층의 섭입대 근처에서 몇 ㎞ 간격으로 소규모 지진이 잇따라 발생한다. ●동물 떼죽음·이상 행동설은 과학적 근거 없어 최근에는 일본 도호쿠대 재해과학국제연구소가 2011년 동일본 대지진을 분석한 결과 대지진이 발생한 지역 인근 지각판이 천천히 움직이는 ‘느린 단층’ 현상이 나타났다는 것을 발견했다. 느린 단층은 1년에 6~7㎝ 정도씩 움직이기 때문에 지진파를 발생시키지는 않아 GPS 센서 같은 위치확인 기기로만 알아낼 수 있다. 이렇게 느리게 움직이는 단층은 지진을 유발시킬 수 있는 응력이라는 지각 에너지를 쌓고 있다가 대지진이라는 현상으로 한꺼번에 쏟아낸다는 것이다. 지진이 발생하기 전 동물들이 떼죽음을 당한다든지 이상 행동을 보인다는 설도 있지만 과학적 근거는 없는 것으로 알려져 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

태양계의 9번째 행성으로 유력하게 꼽히는 ‘플래닛 나인’(Planet Nine, 9번 행성 혹은 제9행성)에 대한 세밀한 정보가 속속 공개되고 있다. 올해 초 미국 캘리포니아공학대학 마이크 브라운 교수 연구진은 우리 태양계 변두리에서 가스로 가득 찬 행성의 존재를 확인했다. 반경은 지구의 3.7배, 질량은 지구의 10배로 목성과 토성, 천왕성, 해왕성에 이어 5번째로 크다. 타원형 궤도로 돌며 태양과 거리가 가장 가까울 때에는 320억㎞, 가장 멀리 떨어져 있을 때에는 약 1600억 ㎞로 추정된다. 플래닛 나인과 관련해 스위스의 베른대학교 연구진은 “이 행성이 실제로 존재한다면 내부가 얼음으로 꽉 차 있는 ‘얼음 행성’일 가능성이 높다”는 연구결과를 내놓았다. 연구진은 이 행성이 천왕성·해왕성과 매우 유사한 성격을 띠고 있다는 추정 하에, 이 행성의 대기 온도는 영하 226℃로, 대기에 가득 찬 가스는 이 행성의 중심에서부터 뿜어져 나오는 것으로 분석했다. 또 행성의 가장 중심에는 단단한 철 성분이 있고, 그 위로 규산염 맨틀(핵과 지각 사이의 부분)과 얼음층, 가스층 등이 차례로 행성을 감싸고 있을 것으로 보고 있다. 다만 지구와 금성, 토성, 목성, 화성 등 태양계 8개 행성과 달리 플래닛 나인의 실체가 직접적으로 확인되지 않는 이유는 플래닛 나인의 ‘몸집’과 거리 때문으로 보인다고 연구진은 분석했다. 연구진은 지금까지 공개된 플래닛 나인의 다양한 정보를 분석한 결과 플래닛 나인이 태양에서 매우 멀리 떨어져 있다는 점, 질량이 지구의 20배 이하인 것은 천체망원경에 잘 포착되지 않는다는 점 등을 이유로 들었다. 연구진은 “칠레에 있는 ‘LSST’(Large Synoptic Survey Telescope, 대형 시놉틱 관측 망원경)로 불리는 차세대 천체망원경을 이용해 연구를 지속한다면, 플래닛 나인의 실체 유무를 확인할 수 있을 것”이라고 기대했다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

태양계의 9번째 행성으로 유력하게 꼽히는 ‘플래닛 나인’(Planet Nine, 9번 행성 혹은 제9행성)에 대한 세밀한 정보가 속속 공개되고 있다. 올해 초 미국 캘리포니아공학대학 마이크 브라운 교수 연구진은 우리 태양계 변두리에서 가스로 가득 찬 행성의 존재를 확인했다. 반경은 지구의 3.7배, 질량은 지구의 10배로 목성과 토성, 천왕성, 해왕성에 이어 5번째로 크다. 타원형 궤도로 돌며 태양과 거리가 가장 가까울 때에는 320억㎞, 가장 멀리 떨어져 있을 때에는 약 1600억 ㎞로 추정된다. 플래닛 나인과 관련해 스위스의 베른대학교 연구진은 “이 행성이 실제로 존재한다면 내부가 얼음으로 꽉 차 있는 ‘얼음 행성’일 가능성이 높다”는 연구결과를 내놓았다. 연구진은 이 행성이 천왕성·해왕성과 매우 유사한 성격을 띠고 있다는 추정 하에, 이 행성의 대기 온도는 영하 226℃로, 대기에 가득 찬 가스는 이 행성의 중심에서부터 뿜어져 나오는 것으로 분석했다. 또 행성의 가장 중심에는 단단한 철 성분이 있고, 그 위로 규산염 맨틀(핵과 지각 사이의 부분)과 얼음층, 가스층 등이 차례로 행성을 감싸고 있을 것으로 보고 있다. 다만 지구와 금성, 토성, 목성, 화성 등 태양계 8개 행성과 달리 플래닛 나인의 실체가 직접적으로 확인되지 않는 이유는 플래닛 나인의 ‘몸집’과 거리 때문으로 보인다고 연구진은 분석했다. 연구진은 지금까지 공개된 플래닛 나인의 다양한 정보를 분석한 결과 플래닛 나인이 태양에서 매우 멀리 떨어져 있다는 점, 질량이 지구의 20배 이하인 것은 천체망원경에 잘 포착되지 않는다는 점 등을 이유로 들었다. 연구진은 “칠레에 있는 ‘LSST’(Large Synoptic Survey Telescope, 대형 시놉틱 관측 망원경)로 불리는 차세대 천체망원경을 이용해 연구를 지속한다면, 플래닛 나인의 실체 유무를 확인할 수 있을 것”이라고 기대했다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

암흑물질은 우주를 구성하는 물질과 에너지 가운데 약 27%를 차지하고 있지만 눈에 보이지 않는 신비한 물질이다. 또한 전자파로도 감지할 수 없지만 그 주변에 미치는 중력의 영향을 관찰함으로써 암흑물질의 존재는 확실시되고 있다. 1990년대에 행해진 계산과 지난 10년간 진행된 시뮬레이션에 따르면, 암흑물질은 우리 은하의 자전 속도와 똑같이 이동하는 ‘세밀한 입자의 흐름’을 형성한다. 그런 입자의 흐름이 지구와 같은 행성에 접근했을 때 어떤 일이 일어나게 될까. 그 답을 얻기 위해 미국항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)의 게리 프리조 박사가 컴퓨터 시뮬레이션을 시행했다. 그 결과, 암흑물질의 흐름이 지구를 통과하게 되면 입자가 모여 초고밀도의 필라멘트 모양 암흑물질이 되는 것으로 나타났다. 이런 암흑물질의 흐름은 지구에 마치 머리카락이 자라난 것처럼 보인다. 우주의 약 5%를 차지하는 눈에 보이는 보통 물질의 흐름은 지구를 통과하지 못하고 다른 방향으로 바뀌게 된다. 하지만 암흑물질의 경우 지구는 장애물이 아니다. 게리 프리조 박사의 시뮬레이션에 따르면, 지구 중력에서 암흑물질 입자의 흐름이 모여 휘어진 머리카락이 일어난 것처럼 보인다. 머리카락처럼 생긴 이들 암흑물질에서 입자가 집중한 ‘모근’(roots) 부분과 머리 ‘끝’(tips) 부분으로 구분된다. 암흑물질의 흐름이 지구의 핵을 지나갈 때 입자는 ‘모근’에 평균보다 10억 배 집중한다. 위치는 지상에서 약 100만 km로 지구에서 달까지의 거리보다 2배 이상 떨어져 있다. 지표면을 스치는 암흑물질의 흐름은 지구에서 모근보다 2배 이상 떨어진 ‘끝’ 부분에 형성된다. 프리조 박사의 시뮬레이션에 따르면, 목성의 핵을 통과하는 암흑물질 흐름에서 밀도가 높은 모근 부분은 원래보다 1조 배나 된다. 프리조 박사는 “만일 우리가 암흑물질의 모근​ 위치를​​ 정확히 찾아낼 수 있다면 그 위치에 탐사선을 보내, 암흑물질에 관한 많은 데이터를 얻을 수 있는 것”이라고 설명했다. 프리조 박사가 시뮬레이션으로 발견한 것은 그 밖에도 있다. 이는 지구 내부의 밀도 변화, 즉 핵과 맨틀, 지각 등 구조 변화가 머리카락에 반영된다는 것. 이론적으로 만일 이런 머리카락에 반영된 정보를 얻을 수 있다면, 행성 내부의 여러 층뿐만 아니라 얼음 위성의 깊은 바다까지도 지도로 만들 수 있게 된다. 이에 대해 연구진은 이번 발견은 흥미로운 결과지만 이를 보강하는 암흑물질의 성질을 밝히기 위해서 추가 연구가 필요하다고 밝혔다. 한편 이번 연구결과는 국제 학술지인 ‘천체물리학 저널’(Astrophysical Journal) 최신호에 실렸다. 사진=NASA/JPL 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

태양계에서 가장 큰 활화산이 있는 장소는 어디일까? 그 답은 지구도 화성도 아닌 목성의 위성 이오(Io)이다. 이오는 달보다 약간 큰 크기에 지나지 않지만, 목성의 강력한 중력과 다른 위성의 간섭으로 인한 기조력(tidal force)의 차이로 내부에 마찰열이 발생하게 된다. 결국, 이오의 내부 암석이 녹아 마그마가 되고 팽창한 마그마는 지표를 뚫고 나와 거대한 화산 폭발을 일으킨다. 이오의 화산폭발은 그 규모는 물론이거니와 생김새 역시 독특하다. 중력이 낮고 대기가 없어서 이오의 대형 화산은 분출물을 수백km 높이로 뿜어낸다. 그리고 이 화산재는 반구형의 돔을 그리면서 내려앉게 된다. 이오에는 수백 개 이상의 거대한 화산이 있고 계속해서 화산 분출이 일어나고 있다. 덕분에 이오의 표면은 마치 곰보 자국 같은 화산 분출물로 덮여 있다. 이오의 화산 폭발은 지구에서 볼 수 있는 어떤 화산과도 비교되지 않을 정도로 강력하다. 그런데 이를 상세히 분석한 과학자들은 이상한 사실을 발견했다. 이전 연구와 시뮬레이션 결과는 이오의 맨틀 부분이 완전하게 녹은 것은 아니라는 가설을 지지하고 있다. 과학자들은 위치상 가장 강한 마찰열이 생기는 장소에서 녹은 암석인 마그마가 발생하고, 여기서 화산 폭발이 일어난다는 가설을 세웠다. 하지만 실제로 화산의 분출 범위는 예상과 다른 위치에 있었다. 메릴랜드 대학의 로버트 타일러와 애리조나 대학의 크리스토퍼 해밀턴 박사는 이를 설명하기 위해서 이오의 내부 구조에 대한 새로운 가설을 주장했다. 이들에 의하면 이오의 맨틀에는 점도가 높은 마그마의 바다(Magma Ocean)가 존재한다. 액체 상태의 마그마가 이동하면서 주변 암석을 녹이고 화산 분출을 일으킨다면 모든 문제가 해결될 수 있다. 연구팀은 이 가설이 이오의 잘못된 위치에 있는 화산(‘Misplaced’ Volcanoes)을 설명할 수 있다고 보고 있다. 이오의 질량은 지구의 1.5% 수준에 지나지 않는다. 이런 작은 천체가 생각보다 훨씬 복잡한 내부 구조로 되어 있고 태양계에서 가장 활발한 화산활동을 일으킨다는 점은 그 자체로 매우 흥미롭다. 다만, 이 가설을 검증하고 이오의 정확한 내부 구조를 알기 위해서는 지진파 관측(이 경우 표면 착륙선이 필요) 같은 추가 탐사가 필요하다. 따라서 앞으로 새로운 관측과 탐사선이 필요할 것으로 생각된다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

엔셀라두스는 토성에서 6번째로 큰 위성이다. 토성의 다른 위성들과 비슷하게 암석으로 된 핵과 얼음으로 된 지각을 가진 위성으로 지름은 약 500km 정도다. 보이저 탐사 때 엔셀라두스는 표면이 하얀색이고 표면에 독특한 줄무늬가 있다는 점 이외에는 별 특징이 없는 얼음 위성이었다. 엔셀라두스에 대한 인식이 송두리째 바뀌게 된 것은 나사의 카시니 탐사선이 이 위성에서 수백 km에 달하는 거대한 수증기와 얼음의 간헐천을 확인한 이후다. 엔셀라두스의 갈라진 얼음 지각에서 간헐천이 뿜어져 나온다는 것은 그 아래에 바다를 가지고 있다는 강력한 증거이기 때문이다. 지구의 예를 들어 설명하면 우리는 단단한 땅 위에 살고 있지만, 분출되는 뜨거운 용암을 보고서 지구 내부에 맨틀의 존재를 알게 된다. 엔셀라두스 역시 마찬가지로 표면은 단단한 얼음이지만, 내부는 액체 상태의 물이 있을 만큼 온도가 높다. 그리고 액체 상태의 물이 얼음 지각의 약한 곳을 뚫고 나와 분출하는 것이다. - 엔셀라두스의 간헐천, 그리고 바다 카시니 탐사선은 엔셀라두스에 여러 차례 근접해 이 과정을 상세히 관측했다. 현재까지 엔셀라두스 표면에서 확인된 간헐천은 100개에 달한다. 이 간헐천들은 초당 200kg의 얼음과 수증기를 분출하는 데, 엔셀라두스의 중력이 워낙 약하고 대기가 없으므로 수백km 높이로 솟구치게 된다. 과학자들은 토성의 E 고리가 이 간헐천에서 물질을 공급받아 유지된다는 것을 밝혀냈다. 엔셀라두스의 표면을 흰색으로 만든 것 역시 간헐천에서 쏟아진 얼음과 눈에 의한 것이었다. 그런데 엔셀라두스처럼 작은 위성이 어떻게 액체 상태의 물을 가질 만큼 따뜻한 내부를 가질 수 있을까? 그 비결은 토성의 강력한 중력이다. 궤도의 변화에 의한 중력 변화가 내부에 마찰을 일으켜 열을 발생시킨다. 이와 같은 기전은 바다를 가지고 있다고 생각되는 목성의 위성 유로파에서도 볼 수 있다. 액체 상태의 물이 있다면, 그다음 질문은 과연 생명체도 있을 수 있느냐다. 사실 과학자들이 가장 알고 싶어하는 것이 생명체의 존재다. 만약에 지구 이외의 장소에서 생명체의 존재를 증명한다면, 과학 역사상 가장 획기적인 발견 중 하나가 될 것이다. 안타깝게도 현재 토성 궤도에 있는 카시니 탐사선은 이를 입증할 관측기기를 가지고 있지 않다. 따라서 이를 검증하기 위해서 새로운 탐사선이 필요하다. - 나사의 엔셀라두스 생명체 탐사선 계획 나사는 엔셀라두스 생명체 탐사선(Enceladus Life Finder (ELF)) 계획을 검토 중이다. 이 탐사선은 카시니보다 소형으로 엔셀라두스의 간헐천이 가장 중요한 탐사 목표다. 가능하다면 탐사선이 직접 엔셀라두스의 표면에 착륙해 간헐천 물질을 입수하거나 아니면 적어도 엔셀라두스의 위성이 되는 방법이 제일 좋겠지만, 그러려면 매우 큰 대형 탐사선이 필요하다. 비용상의 문제를 고려하면 결국 토성의 주변을 공전하면서 엔셀라두스에 매우 가깝게 접근하는 편이 더 가능성 큰 대안이다. 엔셀라두스 생명체 탐사선의 개념 연구 책임자인 코넬 대학의 조너선 루니(Jonathan Lunine) 박사는 스페이스 닷컴과의 인터뷰에서 이 탐사선이 8-10회 정도 엔셀라두스에 근접해서 지나가게 될 것 같다고 언급했다. 최대 50km까지 가까이 가면 간헐천이 수백km까지 치솟기 때문에 착륙하지 않아도 물질을 입수할 수 있다는 것이다. 다만 탐사선이 지나는 시점에서 충분한 물질을 입수할 수 있을지는 미지수다. 만약 물질을 입수해 분석할 수 있다면, 인류 역사상 최초로 지구 이외의 바다에서 물질을 입수했다는 의미 이외에도 여기서 여러 가지 유기물의 존재를 분석할 수 있게 된다. 유기물이 풍부하게 존재한다면 생명체의 존재 가능성은 매우 커진다. 물론 가장 좋은 것은 박테리아 한 마리라도 좋으니 생명체 자체를 찾아내는 일이다. 다만 높이 솟아오른 희박한 농도의 얼음 알갱이 사이에서 생명체를 찾기는 쉽지 않을 수도 있다. 엔셀라두스 생명체 탐사선은 현재 개념 검토 단계로 구체적인 발사 일정이 잡히지 않았다. 만약 개념이 타당성이 있다고 판단되고 예산 확보에 성공한다 해도 2021년 이전에는 발사가 어렵다. 따라서 실제로 토성에 도착하는 것은 2030년 이후가 될 가능성이 크다. 이 탐사선이 실제로 발사되어 성공적으로 임무를 달성한다면 인류 역사상 가장 중대한 발견을 할 수도 있다. '과연 인류가 우주에 혼자인가'라는 질문에 대한 답이 어쩌면 우리 세대가 지나기 전에 나올지도 모른다. ​고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

태양계에서 가장 큰 활화산이 있는 장소는 어디일까? 그 답은 지구도 화성도 아닌 목성의 위성 이오(Io)이다. 이오는 달보다 약간 큰 크기에 지나지 않지만, 목성의 강력한 중력과 다른 위성의 간섭으로 인한 기조력(tidal force)의 차이로 내부에 마찰열이 발생하게 된다. 결국, 이오의 내부 암석이 녹아 마그마가 되고 팽창한 마그마는 지표를 뚫고 나와 거대한 화산 폭발을 일으킨다. 이오의 화산폭발은 그 규모는 물론이거니와 생김새 역시 독특하다. 중력이 낮고 대기가 없어서 이오의 대형 화산은 분출물을 수백km 높이로 뿜어낸다. 그리고 이 화산재는 반구형의 돔을 그리면서 내려앉게 된다. 이오에는 수백 개 이상의 거대한 화산이 있고 계속해서 화산 분출이 일어나고 있다. 덕분에 이오의 표면은 마치 곰보 자국 같은 화산 분출물로 덮여 있다. 이오의 화산 폭발은 지구에서 볼 수 있는 어떤 화산과도 비교되지 않을 정도로 강력하다. 그런데 이를 상세히 분석한 과학자들은 이상한 사실을 발견했다. 이전 연구와 시뮬레이션 결과는 이오의 맨틀 부분이 완전하게 녹은 것은 아니라는 가설을 지지하고 있다. 과학자들은 위치상 가장 강한 마찰열이 생기는 장소에서 녹은 암석인 마그마가 발생하고, 여기서 화산 폭발이 일어난다는 가설을 세웠다. 하지만 실제로 화산의 분출 범위는 예상과 다른 위치에 있었다. 메릴랜드 대학의 로버트 타일러와 애리조나 대학의 크리스토퍼 해밀턴 박사는 이를 설명하기 위해서 이오의 내부 구조에 대한 새로운 가설을 주장했다. 이들에 의하면 이오의 맨틀에는 점도가 높은 마그마의 바다(Magma Ocean)가 존재한다. 액체 상태의 마그마가 이동하면서 주변 암석을 녹이고 화산 분출을 일으킨다면 모든 문제가 해결될 수 있다. 연구팀은 이 가설이 이오의 잘못된 위치에 있는 화산(‘Misplaced’ Volcanoes)을 설명할 수 있다고 보고 있다. 이오의 질량은 지구의 1.5% 수준에 지나지 않는다. 이런 작은 천체가 생각보다 훨씬 복잡한 내부 구조로 되어 있고 태양계에서 가장 활발한 화산활동을 일으킨다는 점은 그 자체로 매우 흥미롭다. 다만, 이 가설을 검증하고 이오의 정확한 내부 구조를 알기 위해서는 지진파 관측(이 경우 표면 착륙선이 필요하다.) 같은 추가 탐사가 필요하다. 따라서 앞으로 새로운 관측과 탐사선이 필요할 것으로 생각된다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

엔셀라두스는 토성에서 6번째로 큰 위성이다. 토성의 다른 위성들과 비슷하게 암석으로 된 핵과 얼음으로 된 지각을 가진 위성으로 지름은 약 500km 정도다. 보이저 탐사 때 엔셀라두스는 표면이 하얀색이고 표면에 독특한 줄무늬가 있다는 점 이외에는 별 특징이 없는 얼음 위성이었다. 엔셀라두스에 대한 인식이 송두리째 바뀌게 된 것은 나사의 카시니 탐사선이 이 위성에서 수백 km에 달하는 거대한 수증기와 얼음의 간헐천을 확인한 이후다. 엔셀라두스의 갈라진 얼음 지각에서 간헐천이 뿜어져 나온다는 것은 그 아래에 바다를 가지고 있다는 강력한 증거이기 때문이다. 지구의 예를 들어 설명하면 우리는 단단한 땅 위에 살고 있지만, 분출되는 뜨거운 용암을 보고서 지구 내부에 맨틀의 존재를 알게 된다. 엔셀라두스 역시 마찬가지로 표면은 단단한 얼음이지만, 내부는 액체 상태의 물이 있을 만큼 온도가 높다. 그리고 액체 상태의 물이 얼음 지각의 약한 곳을 뚫고 나와 분출하는 것이다. - 엔셀라두스의 간헐천, 그리고 바다 카시니 탐사선은 엔셀라두스에 여러 차례 근접해 이 과정을 상세히 관측했다. 현재까지 엔셀라두스 표면에서 확인된 간헐천은 100개에 달한다. 이 간헐천들은 초당 200kg의 얼음과 수증기를 분출하는 데, 엔셀라두스의 중력이 워낙 약하고 대기가 없으므로 수백km 높이로 솟구치게 된다. 과학자들은 토성의 E 고리가 이 간헐천에서 물질을 공급받아 유지된다는 것을 밝혀냈다. 엔셀라두스의 표면을 흰색으로 만든 것 역시 간헐천에서 쏟아진 얼음과 눈에 의한 것이었다. 그런데 엔셀라두스처럼 작은 위성이 어떻게 액체 상태의 물을 가질 만큼 따뜻한 내부를 가질 수 있을까? 그 비결은 토성의 강력한 중력이다. 궤도의 변화에 의한 중력 변화가 내부에 마찰을 일으켜 열을 발생시킨다. 이와 같은 기전은 바다를 가지고 있다고 생각되는 목성의 위성 유로파에서도 볼 수 있다. 액체 상태의 물이 있다면, 그다음 질문은 과연 생명체도 있을 수 있느냐다. 사실 과학자들이 가장 알고 싶어하는 것이 생명체의 존재다. 만약에 지구 이외의 장소에서 생명체의 존재를 증명한다면, 과학 역사상 가장 획기적인 발견 중 하나가 될 것이다. 안타깝게도 현재 토성 궤도에 있는 카시니 탐사선은 이를 입증할 관측기기를 가지고 있지 않다. 따라서 이를 검증하기 위해서 새로운 탐사선이 필요하다. - 나사의 엔셀라두스 생명체 탐사선 계획 나사는 엔셀라두스 생명체 탐사선(Enceladus Life Finder (ELF)) 계획을 검토 중이다. 이 탐사선은 카시니보다 소형으로 엔셀라두스의 간헐천이 가장 중요한 탐사 목표다. 가능하다면 탐사선이 직접 엔셀라두스의 표면에 착륙해 간헐천 물질을 입수하거나 아니면 적어도 엔셀라두스의 위성이 되는 방법이 제일 좋겠지만, 그러려면 매우 큰 대형 탐사선이 필요하다. 비용상의 문제를 고려하면 결국 토성의 주변을 공전하면서 엔셀라두스에 매우 가깝게 접근하는 편이 더 가능성 큰 대안이다. 엔셀라두스 생명체 탐사선의 개념 연구 책임자인 코넬 대학의 조너선 루니(Jonathan Lunine) 박사는 스페이스 닷컴과의 인터뷰에서 이 탐사선이 8-10회 정도 엔셀라두스에 근접해서 지나가게 될 것 같다고 언급했다. 최대 50km까지 가까이 가면 간헐천이 수백km까지 치솟기 때문에 착륙하지 않아도 물질을 입수할 수 있다는 것이다. 다만 탐사선이 지나는 시점에서 충분한 물질을 입수할 수 있을지는 미지수다. 만약 물질을 입수해 분석할 수 있다면, 인류 역사상 최초로 지구 이외의 바다에서 물질을 입수했다는 의미 이외에도 여기서 여러 가지 유기물의 존재를 분석할 수 있게 된다. 유기물이 풍부하게 존재한다면 생명체의 존재 가능성은 매우 커진다. 물론 가장 좋은 것은 박테리아 한 마리라도 좋으니 생명체 자체를 찾아내는 일이다. 다만 높이 솟아오른 희박한 농도의 얼음 알갱이 사이에서 생명체를 찾기는 쉽지 않을 수도 있다. 엔셀라두스 생명체 탐사선은 현재 개념 검토 단계로 구체적인 발사 일정이 잡히지 않았다. 만약 개념이 타당성이 있다고 판단되고 예산 확보에 성공한다 해도 2021년 이전에는 발사가 어렵다. 따라서 실제로 토성에 도착하는 것은 2030년 이후가 될 가능성이 크다. 이 탐사선이 실제로 발사되어 성공적으로 임무를 달성한다면 인류 역사상 가장 중대한 발견을 할 수도 있다. '과연 인류가 우주에 혼자인가'라는 질문에 대한 답이 어쩌면 우리 세대가 지나기 전에 나올지도 모른다. ​고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

자연환경은 물론 원자로에서 방출되고 있는 특정 방사성물질이 얼마나 되는지 알 수 있는 세계지도를 과학자들이 처음으로 만들어냈다. 지질학자와 물리학자로 구성된 한 연구팀이 ‘반중성미자’(反中性微子·antineutrino)라는 특정 물질의 방출을 나타낸 최초의 세계지도를 공개했다고 영국 일간 데일리메일 등 외신이 보도했다. 이 지도는 이미지를 통해 기존 혹은 새롭게 건설된 원자로들에서 발생하는 방사선을 관찰하는 것은 물론 지구 내부의 ‘에너지 수지’(에너지의 유입과 배출)에 관한 중대한 기준선을 제공한다. 지도 제작은 미국 국립지리정보국(NGA) 주도로 미 매릴랜드대(UMD)와 하와이대, 하와이퍼시픽대, 울트라리틱스 유한회사(Ultralytics, LLC) 소속 연구자들과의 협력을 통해 이뤄졌다. 반중성미자는 흔히 ‘유령 입자’로도 알려진 중성미자(中性微子, neutrino)의 반물질로, 두 물질은 과학계에서는 가장 작은 원자구성입자로 알려졌다. 중성미자가 유령 입자로 알려진 이유는 전기적으로 중성을 띠며 질량이 영(0)에 가까워 다른 물질과 거의 반응하지 않기 때문이다. 물론 반중성미자 역시 이런 성질이 있기는 마찬가지이지만, ‘역베타붕괴’로 불리는 과정에서 검출할 수 있어 과학자들은 이 물질에 주목하고 있다. 이들 입자는 우리 태양과 같은 별이나 그런 별의 마지막 단계인 초신성, 또 그 폭발로 발생하는 블랙홀, 그리고 우리 인간이 만들어낸 원자로에서 핵반응을 일으킬 때 생성되는 일종의 산물이다. 또 지구를 구성하는 깊숙한 곳에서도 방사성 붕괴 과정으로 이런 입자가 생기며 이때 방사성 열을 발생한다. 이런 반물질을 검출하고 지도로 작성하는 연구에 참여한 윌리엄 맥도너 UMD 지질학과 교수는 “지구 내부는 오늘날 기술로도 관측하기가 꽤 어렵다. 이전 연구자들은 꿈이라고만 했지만 우리는 지도를 통해 반중성미자의 활동 위치를 파악할 수 있다”고 설명했다. 또 “이 지도는 더 깊은 지각과 맨틀 내부에서 일어나는 과정에 관한 앞으로의 연구에 특히 유용할 것”이라고 말했다. 반중성미자를 찾아내려면 건물 크기만한 거대한 검출기가 필요하다. 연구팀은 이번 연구에서 지구 깊은 곳에서 방출되고 있는 자연적인 반중성미자를 파악하기 위해 이탈리아와 일본에 있는 두 검출기를 통해 수집된 데이터를 분석했다. 여기에 국제원자력기구(IAEA)가 수집한 현재 운영 중인 원자로 400개의 데이터를 더했다. 그 결과, 전체에서 인위적인 원자로로부터 방출된 반중성미자는 자연적인 것을 합친 총량의 1% 미만을 차지하는 것으로 확인됐다. 반중성미자 검출은 또 지구 곳곳에서 비밀리에 진행되는 핵실험 흔적을 확인하는 데도 사용할 수 있다. 이는 핵반응 중 발생하는 반중성미자는 거의 모든 물질을 통과하는 성질이 있기 때문. 이에 대해 맥도너 교수는 “원자로들을 계속 예의 주시하는 것은 국제적인 안전과 안보를 위해 중요하지만, 지질학자로서 난 특히 지구 내부에 대해 배울 수 있어 기대하고 있다”고 말했다. 또 “이 프로젝트는 우리가 지질학적인 시간 규모에서 지구의 ‘에너지 수지’에 관한 기본 정보를 알 수 있도록 하고 지금까지 알려지지 않은 새로운 정보도 밝혀낼 수 있다”고 설명했다. 연구팀은 앞으로 지구 내부 모델을 개선하고 반중성미자 탐지 기술을 보완하는 것으로 정기적으로 반중성미자의 방출을 나타낸 세계지도를 업데이트해 나갈 계획이다. 또 지도를 업데이트할 때는 새롭게 건설된 원자로는 추가하고 폐쇄된 것은 제외할 것이라고 한다. 그 모든 것을 합한 지도는 지구의 전반적인 방사선을 보여줄 것이다. 이번 지도 제작 연구를 이끈 NGA 소속 연구개발(R&D) 과학자 숀 우스만 박사는 “반중성미자는 지구의 자연적인 방사선에 의해서만 생성되는 입자”라면서 “NGA는 앞으로 지구에서 발생하는 감마선과 중성자 방출을 나타낸 지도도 만들 것”이라고 밝혔다. 한편 이번 연구성과는 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 9월 1일자 온라인판에 게재됐다. 사진=미국 국립지리정보국(NGA) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

호주 시드니 근해에서 지금까지 알려지지 않은 새로운 해저 화산이 발견됐다고 과학자들이 13일 밝혔다. AFP통신 등 외신에 따르면, 호주국립대(ANU) 등 국제 연구팀은 이 화산이 호주와 뉴질랜드 사이 해저에 관한 비밀을 밝힐 열쇠가 될 것이라고 기대감을 나타냈다. 4개의 화산으로 구성된 이 화산대는 지난달 가재 유충의 서식지를 조사하는 과정에서 발견됐다. 약 5000만년 전 형성된 것으로 여겨지며 가장 큰 것은 해저에서 높이 700m, 지름 1.5km의 분화구를 갖추고 있다고 한다. 이 화산은 수심 4900m의 해저에 있어 지금까지 발견되지 않았지만, 최근 호주 연구팀의 선박에 탑재된 음파 탐지기 덕분에 발견됐으며 해저 지도도 작성할 수 있게 됐다고 한다. 연구를 이끈 리처드 아큘러스 호주국립대 교수는 “20km에 걸쳐 펼쳐져 있는 이 화산은 해저 밑에 있는 맨틀의 실태를 해명할 수 있는 창문이 될 것”이라고 말했다. 또 “8000만 년 전부터 4000만 년 전에 걸쳐 호주와 뉴질랜드가 어떻게 분리됐는지를 아는 단서가 될 것”이라고 설명했다. 이번 연구는 호주국립대를 비롯한 여러 호주 대학과 뉴질랜드 오클랜드대, 캐나다 브리티시컬럼비아대에서 28명의 과학자가 참여하고 있다. 사진=ⓒAFPBBNEWS=NEWS1(위부터 순서대로), CSIRO, UNSW 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

호주 시드니 근해에서 지금까지 알려지지 않은 새로운 해저 화산이 발견됐다고 과학자들이 13일 밝혔다. AFP통신 등 외신에 따르면, 호주국립대(ANU) 등 국제 연구팀은 이 화산이 호주와 뉴질랜드 사이 해저에 관한 비밀을 밝힐 열쇠가 될 것이라고 기대감을 나타냈다. 4개의 화산으로 구성된 이 화산대는 지난달 가재 유충의 서식지를 조사하는 과정에서 발견됐다. 약 5000만년 전 형성된 것으로 여겨지며 가장 큰 것은 해저에서 높이 700m, 지름 1.5km의 분화구를 갖추고 있다고 한다. 이 화산은 수심 4900m의 해저에 있어 지금까지 발견되지 않았지만, 최근 호주 연구팀의 선박에 탑재된 음파 탐지기 덕분에 발견됐으며 해저 지도도 작성할 수 있게 됐다고 한다. 연구를 이끈 리처드 아큘러스 호주국립대 교수는 “20km에 걸쳐 펼쳐져 있는 이 화산은 해저 밑에 있는 맨틀의 실태를 해명할 수 있는 창문이 될 것”이라고 말했다. 또 “8000만 년 전부터 4000만 년 전에 걸쳐 호주와 뉴질랜드가 어떻게 분리됐는지를 아는 단서가 될 것”이라고 설명했다. 이번 연구는 호주국립대를 비롯한 여러 호주 대학과 뉴질랜드 오클랜드대, 캐나다 브리티시컬럼비아대에서 28명의 과학자가 참여하고 있다. 사진=ⓒAFPBBNEWS=NEWS1(위부터 순서대로), CSIRO, UNSW 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

오늘 윤초 오늘 윤초, 24시간 1초로 계산 “도대체 왜 이렇게 하는 지 봤더니” 대박 1일 오전 9시 1초의 시간을 추가하는 윤초가 시행된다. 30일 미래창조과학부에 따르면 천문법에 따라 다음달 1일 오전 9시 국제지구자전-좌표국(IERS)의 공표에 따라 윤초가 시행된다. 윤초는 전 세계적으로 동시에 시행되는 것으로, 세계협정시(UTC) 기준으로는 2015년 6월 30일 23시 59분 59초 뒤에 윤초를 삽입한다. 우리나라는 같은 시간대인 7월 1일 오전 8시 59분 59초 뒤에 1초를 더 넣게 된다. 윤초는 세슘 동위원소(원자번호 133)의 진동수(초당 91억 9263만 1770회)를 기준으로 삼는 ‘원자시’와 실제 지구의 자전에 의한 ‘천문시’ 사이의 오차 때문에 발생한다. 쉽게 말해 지구의 자전 속도가 가변적이기 때문이다. 지구의 자전 속도는 태양과 달에 의한 조석력이나 지구 핵과 맨틀 간의 상호작용, 지진 등의 영향으로 다소 빨라지거나 느려지며 불규칙하게 변화한다. 천문학자들이 별의 위치를 측정해 지구의 자전 주기를 정교하게 측정한 천문시(UT1)와 원자시를 기준으로 산출된 세계협정시와의 오차가 0.9초 이상이 되면 윤초를 시행해 세계협정시를 1초 앞당기거나 늦추는 것이다. 지구의 자전 속도가 빨라지면 음(-)의 윤초(1초를 뺌)를, 자전 속도가 느려지면 양(+)의 윤초를 실시하게 된다. 이번 윤초는 한국 시간으로 2012년 7월 1일 이후 3년 만에 실시하는 것이다. 윤초는 1972년 처음 실시된 이래 지난번까지 모두 26차례 시행됐다. 미래부 관계자는 “휴대전화 내장 시계처럼 표준시를 수신해 표시하는 전자시계는 윤초가 자동적용되므로 문제가 없다”며 “그러나 그 밖의 시계는 정확한 시간을 맞추려면 1초가 늦어지도록 조정해야 한다”고 말했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

오늘 윤초 오늘 윤초 “도대체 왜 1초를 늘리는 지 봤더니” 대박 1일 오전 9시 1초의 시간을 추가하는 윤초가 시행된다. 30일 미래창조과학부에 따르면 천문법에 따라 다음달 1일 오전 9시 국제지구자전-좌표국(IERS)의 공표에 따라 윤초가 시행된다. 윤초는 전 세계적으로 동시에 시행되는 것으로, 세계협정시(UTC) 기준으로는 2015년 6월 30일 23시 59분 59초 뒤에 윤초를 삽입한다. 우리나라는 같은 시간대인 7월 1일 오전 8시 59분 59초 뒤에 1초를 더 넣게 된다. 윤초는 세슘 동위원소(원자번호 133)의 진동수(초당 91억 9263만 1770회)를 기준으로 삼는 ‘원자시’와 실제 지구의 자전에 의한 ‘천문시’ 사이의 오차 때문에 발생한다. 쉽게 말해 지구의 자전 속도가 가변적이기 때문이다. 지구의 자전 속도는 태양과 달에 의한 조석력이나 지구 핵과 맨틀 간의 상호작용, 지진 등의 영향으로 다소 빨라지거나 느려지며 불규칙하게 변화한다. 천문학자들이 별의 위치를 측정해 지구의 자전 주기를 정교하게 측정한 천문시(UT1)와 원자시를 기준으로 산출된 세계협정시와의 오차가 0.9초 이상이 되면 윤초를 시행해 세계협정시를 1초 앞당기거나 늦추는 것이다. 지구의 자전 속도가 빨라지면 음(-)의 윤초(1초를 뺌)를, 자전 속도가 느려지면 양(+)의 윤초를 실시하게 된다. 이번 윤초는 한국 시간으로 2012년 7월 1일 이후 3년 만에 실시하는 것이다. 윤초는 1972년 처음 실시된 이래 지난번까지 모두 26차례 시행됐다. 미래부 관계자는 “휴대전화 내장 시계처럼 표준시를 수신해 표시하는 전자시계는 윤초가 자동적용되므로 문제가 없다”며 “그러나 그 밖의 시계는 정확한 시간을 맞추려면 1초가 늦어지도록 조정해야 한다”고 말했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

1일 오전 9시에 1초의 시간을 추가하는 윤초가 시행된다. 30일 미래창조과학부에 따르면 천문법에 따라 다음달 1일 오전 9시 국제지구자전-좌표국(IERS)의 공표에 따라 윤초가 시행된다. 윤초는 전 세계적으로 동시에 시행되는 것으로, 세계협정시(UTC) 기준으로는 2015년 6월 30일 23시 59분 59초 뒤에 윤초를 삽입한다. 우리나라는 같은 시간대인 7월 1일 오전 8시 59분 59초 뒤에 1초를 더 넣게 된다. 윤초는 세슘 동위원소(원자번호 133)의 진동수(초당 91억 9263만 1770회)를 기준으로 삼는 ‘원자시’와 실제 지구의 자전에 의한 ‘천문시’ 사이의 오차 때문에 발생한다. 쉽게 말해 지구의 자전 속도가 가변적이기 때문이다. 지구의 자전 속도는 태양과 달에 의한 조석력이나 지구 핵과 맨틀 간의 상호작용, 지진 등의 영향으로 다소 빨라지거나 느려지며 불규칙하게 변화한다. 천문학자들이 별의 위치를 측정해 지구의 자전 주기를 정교하게 측정한 천문시(UT1)와 원자시를 기준으로 산출된 세계협정시와의 오차가 0.9초 이상이 되면 윤초를 시행해 세계협정시를 1초 앞당기거나 늦추는 것이다. 지구의 자전 속도가 빨라지면 음(-)의 윤초(1초를 뺌)를, 자전 속도가 느려지면 양(+)의 윤초를 실시하게 된다. 이번 윤초는 한국 시간으로 2012년 7월 1일 이후 3년 만에 실시하는 것이다. 윤초는 1972년 처음 실시된 이래 지난번까지 모두 26차례 시행됐다. 미래부 관계자는 “휴대전화 내장 시계처럼 표준시를 수신해 표시하는 전자시계는 윤초가 자동적용되므로 문제가 없다”며 “그러나 그 밖의 시계는 정확한 시간을 맞추려면 1초가 늦어지도록 조정해야 한다”고 말했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

미항공우주국(NASA)의 야심찬 차세대 유로파 미션은 바다를 품고 있는 목성의 위성에 대한 활발한 연구 캠페인으로 시작될 것 같다. ​2020년대 중반까지 NASA는 유로파 탐사선을 띄울 계획인데, 이 탐사선은 유로파를 수십 차례 근접비행할 것으로 보인다. 우주생물학자들은 태양계에서 외계 생명을 품고 있을 가능성이 가장 높은 곳으로 유로파를 꼽고 있다. NASA의 과학자들은 이 유로파 탐사선이 미래에 유로파에 착륙하여 생명 탐색을 하는 데 있어 전 단계의 작업을 수행할 것이라고 밝혔다. 지름이 3,100km에 달하는 '유로파'는 지구의 달보다 약간 작은 편이다. 그러나 유로파는 지구의 밤을 밝히는 달과는 영 딴판인 위성이다. 표면은 얼음으로 뒤덮여 있으며, 그 아래 바다가 출렁거리고 있는 것이다. 과학자들은 이 바다의 밑바닥은 유로파의 암석 맨틀일 것으로 보고 있다. 다양한 성분의 암석과 물이 화학적인 반응을 일으켜 거기서 '생명이 태어나지 않았을까' 하고 예측되고 있는데, 이러한 이유로 유로파는 우주생물학자들이 가장 가고 싶어하는 곳이 되었다. 그들의 꿈은 멀지않아 이루어질 것으로 보인다. NASA는 지난 5월 26일, 앞으로 20년 내에 유로파 탐사선에 실려 날아간 9개의 과학장비들이 유로파의 바다에 투척될 것이라고 밝혔다. 장비 중에는 고해상도 카메라를 포함해 얼음 투과 레이더, 열감지기 등이 포함되어 있다. 유로파 탐사선은 목성 궤도에 진입한 후 2년 반 동안 유로파를 근접비행하면서 이 장비들을 이용해 유로파의 얼어붙은 표면과 지하 바다를 연구할 예정이다. 아직은 이름이 지어지지 않은 유로파 근접비행 미션의 최종 목표는 외계 생명체의 증거를 찾는 것이 아니라, 유로파가 과연 생명을 서식할 만한 능력이 있는가를 규명하는 것이다. 유로파에서 생명체를 찾는 것은 참으로 흥미로운 주제이지만, NASA는 아직 이 단계에까지는 아무런 논평을 내놓지 않고 있다. 유로파 미션 기자회견에서 NASA의 유로파 미션 팀장 커트 니버는 "생명탐지기를 제작하는 일은 정말 어려운 작업이다. 과연 그것을 만들 수 있을지는 장담할 수 없다"고 밝혔다. 또한 "아직까지 유로파의 표면이 어떤지도 파악하지 못하고 있다. 평평한지 요철이 심한지, 또는 바위 투성이인지도... 표면 상태를 확실히 알아야 착륙 로봇을 설계할 수 있다"고 말했다. 게다가 로봇은 지표를 뚫고 바다로 진입해야 한다. 찰스 볼든 NASA 국장은 "하지만 2020년대 중 유로파로 갈 것이며 첫번째 미션에서 가능한 한 모든 시도를 하려고 한다"고 설명했다. NASA의 유로파 미션은 먼저 45차례의 근접비행부터 시작해서 궤도비행, 그리고 탐사 로봇의 착륙으로 진행될 예정이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

미항공우주국(NASA)의 야심찬 차세대 유로파 미션은 바다를 품고 있는 목성의 위성에 대한 활발한 연구 캠페인으로 시작될 것 같다. ​2020년대 중반까지 NASA는 유로파 탐사선을 띄울 계획인데, 이 탐사선은 유로파를 수십 차례 근접비행할 것으로 보인다. 우주생물학자들은 태양계에서 외계 생명을 품고 있을 가능성이 가장 높은 곳으로 유로파를 꼽고 있다. NASA의 과학자들은 이 유로파 탐사선이 미래에 유로파에 착륙하여 생명 탐색을 하는 데 있어 전 단계의 작업을 수행할 것이라고 밝혔다. 지름이 3,100km에 달하는 '유로파'는 지구의 달보다 약간 작은 편이다. 그러나 유로파는 지구의 밤을 밝히는 달과는 영 딴판인 위성이다. 표면은 얼음으로 뒤덮여 있으며, 그 아래 바다가 출렁거리고 있는 것이다. 과학자들은 이 바다의 밑바닥은 유로파의 암석 맨틀일 것으로 보고 있다. 다양한 성분의 암석과 물이 화학적인 반응을 일으켜 거기서 '생명이 태어나지 않았을까' 하고 예측되고 있는데, 이러한 이유로 유로파는 우주생물학자들이 가장 가고 싶어하는 곳이 되었다. 그들의 꿈은 멀지않아 이루어질 것으로 보인다. NASA는 지난 5월 26일, 앞으로 20년 내에 유로파 탐사선에 실려 날아간 9개의 과학장비들이 유로파의 바다에 투척될 것이라고 밝혔다. 장비 중에는 고해상도 카메라를 포함해 얼음 투과 레이더, 열감지기 등이 포함되어 있다. 유로파 탐사선은 목성 궤도에 진입한 후 2년 반 동안 유로파를 근접비행하면서 이 장비들을 이용해 유로파의 얼어붙은 표면과 지하 바다를 연구할 예정이다. 아직은 이름이 지어지지 않은 유로파 근접비행 미션의 최종 목표는 외계 생명체의 증거를 찾는 것이 아니라, 유로파가 과연 생명을 서식할 만한 능력이 있는가를 규명하는 것이다. 유로파에서 생명체를 찾는 것은 참으로 흥미로운 주제이지만, NASA는 아직 이 단계에까지는 아무런 논평을 내놓지 않고 있다. 유로파 미션 기자회견에서 NASA의 유로파 미션 팀장 커트 니버는 "생명탐지기를 제작하는 일은 정말 어려운 작업이다. 과연 그것을 만들 수 있을지는 장담할 수 없다"고 밝혔다. 또한 "아직까지 유로파의 표면이 어떤지도 파악하지 못하고 있다. 평평한지 요철이 심한지, 또는 바위 투성이인지도... 표면 상태를 확실히 알아야 착륙 로봇을 설계할 수 있다"고 말했다. 게다가 로봇은 지표를 뚫고 바다로 진입해야 한다. 찰스 볼든 NASA 국장은 "하지만 2020년대 중 유로파로 갈 것이며 첫번째 미션에서 가능한 한 모든 시도를 하려고 한다"고 설명했다. NASA의 유로파 미션은 먼저 45차례의 근접비행부터 시작해서 궤도비행, 그리고 탐사 로봇의 착륙으로 진행될 예정이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

미국 최대 규모의 후버댐. 콜로라도와 네바다주에 걸쳐 있는 이 거대한 댐이 미확인 단층에서 발생한 지진 때문에 마치 레고 블록처럼 힘 없이 무너져 내린다. 후버댐을 무너뜨린 지진이 캘리포니아주를 가로지르고 있는 샌 안드레아스 단층에까지 영향을 미쳐 규모 9라는 최악의 지진을 일으킨다. 건물이 무너지고 지진해일(쓰나미)까지 발생해 ‘천사들의 도시’ 로스앤젤레스는 초토화된다. 이번 주에 개봉하는 대형 재난영화 ‘샌 안드레아스’의 내용이다. 지질학자들은 영화의 소재가 되고 있는 샌 안드레아스 단층이 지나는 캘리포니아주에서 30년 내에 규모 9의 대지진이 발생할 수도 있을 것으로 예상하고 있다. 지난 4월 25일 네팔에서는 규모 7.8의 강진이 발생해 8000명 이상의 사망자가 발생했다. 네팔 지진 발생 한 달 뒤인 5월 25일 일본 사이타마현에서는 규모 5.6의 지진이, 30일에는 일본 도쿄 남쪽 870㎞ 해역에서 규모 8.5의 지진이 일어났다. 잇따른 대규모 지진이 ‘불의 고리’라고 불리는 환태평양 화산대에 영향을 미쳐 ‘지구의 시한폭탄’이 터지는 것 아니냐는 말까지 나올 정도다. 그러나 지진 전문가들은 “예전보다 지진이 잦아진 것으로 보기는 어렵다”고 입을 모으고 있다. 홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수는 “초대형 지진이 발생하면 여진이 계속되기 때문에 전체적으로 지진 발생의 빈도가 늘어난 것처럼 보이게 된다”며 “초대형 지진으로 인해 일시적으로 발생한 지진 에너지의 불균형이 점차 균형을 맞춰 가면서 차차 평년 수준으로 돌아갈 것”이라고 설명했다. 지진은 지구 내부의 힘으로 인해 땅속의 거대한 암반이 갑자기 갈라지면서 그 여파로 땅이 흔들리는 현상이다. 급격한 지각변동은 ‘지진파’라고 하는 파동을 발생시켜 지반을 진동시키기 때문에 지진이 발생하면 넓은 지역에서 거의 동시에 느끼게 된다. 지진파는 잔잔한 연못에 돌멩이를 던졌을 때 물결이 퍼져 나가는 것처럼 파동이 땅을 통해 퍼져 나간다. 지진파는 ‘P파’와 ‘S파’로 나뉘는데, 지진이 시작될 때 발생하는 P파는 지면과 같은 방향으로 움직이기 때문에 속도는 빠르지만 파괴력은 약하다. P파가 끝난 뒤 발생하는 S파는 지면과 직각인 방향으로 움직이기 때문에 전달 속도는 느리지만 파괴력이 비교할 수 없이 강하다. 지진에 의한 피해 대부분이 S파로 인해 생긴다. 지진 경보는 이런 지진파 발생의 시간차를 이용해 S파의 도달시간을 예측하는 것이다. 지진의 직접적인 원인은 지표면 이하 100㎞ 두께의 딱딱한 층인 암석권에 있는 판의 움직임이다. 일반적으로 지진 발생 원인에 대해서는 ‘탄성반발론’과 ‘판구조론’으로 설명한다. 탄성반발론은 1906년 미국 샌프란시스코 대지진이 발생했을 때 지질학자인 해리 필딩 레이드가 샌 안드레아스 단층을 조사한 뒤 제기한 이론으로, 지진이 단층운동 때문에 발생한다는 것이다. 지각 일부는 지구 내부의 힘으로 인해 변형되는데, 그 힘이 한계에 다다랐을 때 암석층이 급격히 파괴되면서 지진이 발생한다는 입장이다. 독일 지질학자 알프레트 베게너가 제기한 판구조론은 지진이 단층 운동으로 발생한다고 할 때, 단층을 움직이는 근본적인 힘을 설명해 주고 있다. 판구조론에 따르면 지구의 껍질이라고 할 수 있는 암석권은 유라시아판, 태평양판, 북아메리카판 등 10여개의 판으로 나뉘어 있다. 이들은 각각 서로 부딪치거나 밀리고 포개지기도 하면서 매년 몇㎝ 정도의 속도로 맨틀 위를 이동하고 있다. 이런 판의 운동은 다른 판과의 마찰력에 의해 저항을 받는데, 판의 운동에너지가 마찰력을 뛰어넘는 순간 갑작스러운 미끄러짐이 발생하며 이것이 지진이란 설명이다. 이 이론에 따르면 일본에서 지진이 잦은 이유도 유라시아판과 태평양판, 필리핀판의 경계면에 놓여 있기 때문이다. 또 일본에서 발생하는 대부분의 지진은 태평양 쪽에서 발생하는데, 이는 태평양판과 필리핀판이 유라시아판 밑으로 가라앉으면서 충돌하고 있어서다. 한국지진공학회에 따르면 지난 4월 네팔에서 발생한 강진은 유라시아판이 인도판을 타고 올라가는 형태의 충상단층 현상 때문으로 분석했다. 더군다나 네팔은 일본처럼 지형상 두 지각판이 만나는 곳 바로 위에 있다. 충상단층은 알프스나 히말라야 같이 깊은 습곡을 가진 산맥을 만드는데 히말라야 정상 높이가 1년에 1㎝씩 높아진다는 말이 나오는 것도 인도판과 유라시아판이 끊임없이 밀리면서 나타나는 현상이다. 판 경계에서만 지진이 발생하는 것은 아니다. 1976년 중국 탕산 대지진(규모 7.8)이나 1978년 우리나라 홍성 지진(규모 5.0), 2008년 중국 쓰촨성 대지진(규모 8.0)은 모두 판 경계와는 떨어져 있는 판 내부에서 발생했다. 판 내부에서 발생하는 지진은 판 경계부에서 생긴 지진 에너지인 ‘응력’(應力)이 판 내부에도 전달돼 오랜 기간 쌓여 있다가 약한 지각 부분이 견디지 못하고 깨지면서 발생한다. 이 때문에 드물지만 한 번 발생하면 규모가 큰 지진이 되는 경우가 많다. 일단 전문가들은 한반도는 중국이나 일본의 단층과 지진으로 응력이 축적되지 않고 해소되는 경우가 많기 때문에 큰 지진 발생 확률이 높은 위험지대는 아니라고 보고 있다. 그러나 홍 교수는 “삼국사기나 조선왕조실록 등 역사서에서는 우리나라에서도 규모 7에 해당하는 지진이 여러 차례 발생했다는 기록이 있다”며 “우리나라는 지진 발생 주기가 길기 때문에 당장은 아니지만 한 번 발생하면 큰 피해를 줄 수 있는 지진이 일어날 수도 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

-지름 3,200km 천체가 화성 남극을 강타했다 화성 정착촌 건설과 2030년까지 화성에 인류 진출 등, 연일 이슈가 되며 인류의 제2 고향으로 떠오르고 있는 화성이란 과연 어떤 행성일까? 화성의 커다란 특징 중 하나는 남반구와 북반구가 달라도 너무 다르다는 점이다. 북반구는 저지대로 밋밋하지만, 남반구는 화산작용으로 산악지대가 광대하게 펼쳐져 있다. 화성의 남·북반구가 크게 다른 데는 그만한 사연이 있다. 과학자들은 하나의 행성에서 남·북반구가 이처럼 다른 것은 태양계를 뒤집어봐도 찾아보기 어려운 사례라고 밝힌다. 무엇이 화성의 남·북반구를 이처럼 다르게 주물러놓았단 말인가? 화성의 북반구는 화산이 없으며, 전반적으로 밋밋한 저지대가 형성되어 있는 반면, 남반구는 전 지역에 걸친 수많은 화산으로 인해 산악지대로 되어 있다. 이러한 화성의 양분된 특성의 기원에 대해서 여러 이론과 추측들은 있었지만 정론은 없었다. 그런데 최근 스위스연방공과대학의 지질학자 조바니 레오네 교수 연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션 결과, 태양계 초기에 커다란 천체가 화성의 남극에 충돌함으로써 이러한 특성을 만들어냈다는 결론을 내렸다. 마그마 바다를 형성한 에너지를 계산해볼 때 화성 남극을 강타한 천체는 적어도 지름은 화성의 2분의 1로 달보다 약간 작고, 질량은 10분의 1이 되는 것으로 드러났다. '대충돌'은 거대한 에너지를 분출시켜 마그마 대양을 형성해냈고, 남반구 전역에 걸쳐 확정되어 지금과 같은 산악지대로 된 화성의 남반구를 형성했다. 컴퓨터 시뮬레이션에 따르면, 철을 많이 포함한 충돌 천체의 크기는 적어도 지름이 3200km는 넘는 것으로, 초속 5km의 속도로 화성을 들이받았다고 연구자들은 밝힌다. 충돌 시기는 화성이 형성된 지 4백만 년에서 1500만 년 사이의 기간으로 추정되고 있다. 당시 화성의 지각은 대단히 얇아 마치 아이스크림을 둘러싼 초콜릿 껍질 같았을 거라고 연구자들은 말한다. 그리고 그 얇은 껍질 아래는 액체 상태의 맨틀 물질이 채워져 있었을 것이라고 연구자들은 생각하고 있다. 대충돌이 일어났을 때 당연히 화성은 그만큼 덩치가 커졌다. 특히 철분이 많이 보태진 셈이다. 화성이 붉게 보이는 이유는 이 철분들이 산화한 까닭이다. 대충돌은 그 후 30억 년에 걸친 화산시대의 막을 열었다. 특히 화성 적도 부근에서 솟아오른 엄청난 양의 맨틀 물질이 남극을 향해 흘러넘쳐 남반구 전역을 뒤덮기에 이른 것이다. 이러한 화성의 지질활동은 대개 30억 년 동안 계속되다가 마침내 멈추었다. 그 후로 붉은 행성 화성은 어떤 화산활동도 없었고 자기장도 존재하지 않았다. 이것은 관측과 측정으로 검증된 사안이다. 이 연구결과에 반대되는 이전의 이론은 화성 북반구에 거대한 충돌이 있었거나, 자잘한 많은 충돌이 있었을 거라는 가설이다. 어쨌든 인류가 화성에 정착촌을 건설하려면 밋밋한 저지대인 북반구가 유리할는지, 아니면 화산작용으로 산악지대가 광대하게 펼쳐져 있는 남반구가 유리할는지, 면밀한 연구와 검토가 뒤따라야 할 것으로 보인다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

7월 1일 오전 9시 ‘1초 늦춰진다’…전세계 동시 실시 윤초는 무엇? 7월 1일 오전 9시, 윤초 미래창조과학부는 오는 7월 1일 오전 9시에 기존 시간에 1초를 추가하는 윤초를 전 세계와 동시에 시행한다고 5일 밝혔다. 이번 윤초는 세계협정시(UTC)로 2015년 6월 30일 23시 59분 59초 다음에 1초를 삽입하는 것으로 한국시간으로는 7월 1일 오전 8시 59분 59초와 9시 0분 0초 사이에 1초가 더해진다. 윤초는 지구 자전주기를 기준으로 국제지구자전-좌표국(IERS)이 정하는 ‘천문시’인 세계시(UT1)와 세슘 동위원소 진동수를 기준으로 한 ‘원자시’인 세계협정시(UTC) 사이의 차이를 보완하기 위해 원자시에 1초를 추가하는 것이다. 세슘 동위원소(원자번호 133)의 진동수(9,192,631,770)를 기준으로 1초를 정의한 원자시는 3천년에 1초의 오차를 보인다. 반면 세계시는 태양과 달의 조석력, 지구 핵과 맨틀 간 상호작용 등에 따라 달라지는 지구자전을 기준으로 하기 때문에 시간이 흐르면 두 시간 체계 사이에 차이가 생긴다. 두 시간체계 사이의 차이가 0.9초 이상이 되면 국제지구자전-좌표국이 윤초를 발표한다. 지구 자전속도가 빨라지면 음(-)의 윤초, 지구 자전속도가 느려지면 양(+)의 윤초를 하게 된다. 이번 윤초는 한국시간으로 2012는 7월 1일 이후 3년 만에 실시하는 것이다. 윤초는 1972년 처음 실시된 이후 지난번까지 26차례 실시됐다. 미래부는 휴대전화 내장 시계처럼 표준시를 수신해 표시하는 전자시계는 윤초가 자동 적용되지만 그밖의 시계는 1초 늦도록 조작해야 한다며 특히 금융기관, 정보통신 관련 기업과 같이 정확한 시각을 요구하는 곳에서는 윤초 실시에 주의해야 할 것이라고 밝혔다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr