한국항공우주연구원

NASA의 GRAIL(Gravity Recovery and Interior Laboratory) 탐사선 자료로 달의 오래된 비밀이 풀렸다. 과거 이론에 의하면 ‘폭풍의 바다’라고 불리는 달 표면의 험준한 윤곽은 소행성 충돌에 의한 것으로 알려져 왔다. 만약 그렇다면 이를 형성한 분지는 달에서 가장 큰 소행성 충돌분지일 것이다. 그러나 NASA의 GRAIL 탐사선 자료를 연구하는 과학자들은 거의 2,600 km를 가로지르는 직각의 험준한 윤곽은 사실 고대 리프트 계곡 형성의 결과라고 믿는다.

GRAIL 탐사선의 연구책임자 Zuber에 의하면 GRAIL에 의해 발견된 중력이상을 과거 화산이 폭발하는 동안 표면에 용암을 채우는 공급관, 즉 달의 마그마 배관 시스템의 일부로 보고 있다.

달 정면 쪽 표면은 Procellarum이라고 불리는 독특한 지역으로 지대가 낮고 독특한 구성성분과 수많은 고대 화산 평원으로 특징지어진다. 

 
리프트는 달 정면의 어두운 화산 평원 아래에 묻혀있고 GRAIL의 중력 자료에서만 측정되어왔다. 용암이 흐른 리프트 계곡은 달의 다른 어떤 지역에서 발견된 것과도 다르고 과거의 지구, 화성 금성의 리프트지역과 비슷할 것이다.

최근 관측된 자료를 분석한 결과로 이 지역이 지각과 맨틀에 밀집된 발열 방사능 성분에 의해 달 내부 깊이 휘저어진 결과 형성되었다는 다른 이론이 대두되고 있다.

소행성에 의한 충돌은 원형 분지를 형성하기 때문에, 각진 모서리와 직선의 사이드의 형태를 띤 사각패턴은 ‘폭풍의 바다’가 고대 충돌 분지라는 이론과는 맞지 않는다. 대신 새로운 연구결과에 의하면 달 표면 아래에서는 일어난 진화과정으로 이루어진 것으로 제안되고 있다.  

시간이 흘러 이 지역은 식고 수축해서 주변에 의해 잡아당겨져서 마치 진흙이 마르면서 갈라지는 것과 비슷한 균열을 형성할 것이다.

이번 연구로 달과 토성의 얼음위성인 엔켈라두스의 남극주변 구조의 사각패턴이 비슷하다는 놀라운 사실이 발견되었다. 각 지역의 패턴은 각각 화산 및 지각활동과 연관된 것으로 보인다.

2011년 9월 발사된 GRAIL A와 B는 임무가 끝날 때까지 55 km 고도에서 달의 극지방을 원궤도로 운영하였다. 산과 크레이터 같은 눈에 보이는 지형과 달 표면 아래 숨겨진 질량에 의해 중력차이가 있는 지역의 상공을 지나가면서 두 탐사선 간의 거리가 조금씩 변하였다.

쌍둥이 탐사선은 2012년 12월 17일 달 표면에 고의적으로 충돌하며 탐사를 마쳤다. 후에 NASA는 GRAIL 탐사팀의 일원이자 미국최초의 여성 우주인인 샐리 라이드를 기념하여 충돌지역을 그녀의 이름을 따라 명명하였다.

GRAIL의 과학임무는 천체의 고분해능 중력장맵을 생성하여 태양계에서 지구와 다른 암석행성의 형성이 어떻게 형성되고 진화하였는지 연구하기 위한 목적이다.

[그림] 달의 ‘폭풍의 바다’의 서쪽 가장자리 구조가 활동하는 동안 어떻게 보였을지 나타낸 그림
(이미지: NASA/Colorado School of Mines/MIT/JPL/GSFC)

※ 이 글은 아래의 링크 기사를 참조하여 작성하였습니다.
   출처: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2014-333