태양계 이야기 988 – 유로파의 얼음 지각에는 호수가 숨어 있다?

(Thiscolor view of Jupiter’s moon Europawas captured by NASA’s Galileospacecraft in the late 1990s. Scientists are studying processes that affect the moon’s surface as they prepare to explore theicy body. Credit: NASA/SETI Institute) 목성의 얼음 위성인 유로파는 두꺼운 얼음 지각 아래 액체 상태의 물이 존재하는 것으로 추정되고 있습니다. 태양계의 다른 위성과 달리 크레이터가 거의 없고 얼음 균열만 있는 표면을 생각하면 가장 타당한 해석입니다. 하지만 그렇다고 단순히 두꺼운 얼음 아래 짠 바닷물이 있는 단순한 구조는 아니라는 주장이 나왔습니다. NASA JPL의 유로파 과학자인 알로디 리세이지(Elodie Lesage, Europascientistat NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Southern California)가 이끄는 연구팀은 컴퓨터 모델링을 통해 유로파 얼음 지각에 있는 호수의 존재 가능성을 조사했습니다. 기본적으로 유로파는 지구의 암석 지각과 맨틀이 얼음 지각과 액체 상태의 물로 대체된 구조로 표현할 수 있습니다. 지구 지각에도 마그마가 쌓인 곳이 있는데, 이 마그마가 지각 균열을 뚫고 들어가 화산 활동을 일으킵니다. 과학자들은 유로파 버전의 얼음 화산 분출이라고 할 수 있는 간헐천 분출을 실제로 확인했습니다. 그런데 이 분출은 수십 km의 얼음 지각을 뚫고 바로 나온 것이 아니라 어쩌면 얼음 속 호수가 마그마처럼 쌓였다가 나온 것일 수도 있습니다. 연구팀 모델에 따르면 유로파 지표 아래 4~8km 깊이의 얼음 지각 약한 곳에 호수가 존재할 가능성이 있습니다. 이 얼음 호수는 얼었다 녹았다를 반복하면서 팽창과 수축을 반복할 수 있습니다. 결국 균열을 만들어 더 깊은 곳에서 물이 분출되거나 아니면 더 얕은 곳으로 물이 분출될 수도 있습니다. 다행히 2024년 발사 예정인 NASA의 유로파 클리퍼 탐사선에는 그 존재를 증명할 수 있는 Radar for Europa Assessment and Sounding: Ocean to Near-surface(REASON)가 있습니다. 그리고 유로파 클리퍼에 탑재된 고해상도 카메라와 분광기를 이용하면 빙화산 분출처럼 얼음 호수와 관련이 있는 지질학적 지형을 관측할 수 있습니다. 유로파의 얼음 지각은 지구의 암석 지각처럼 두껍기 때문에 이를 뚫고 탐사한다는 것은 매우 어려운 과제입니다. 만약 더 얕은 위치에 호수가 존재한다면 보다 쉬운 탐사 목표로 주목받을 것으로 보입니다. 어쨌든 차가운 얼음 호수가 유로파에서는 물의 마그마와 같은 역할을 할 수 있다는 것이 재미있습니다. 참고 https://phys.org/news/2022-10-shallow-lakes-icy-crust-jupiter.htmlElodie Lesage et al, Simulation of Freezing Cryomagma Reservoirs in Viscoelastic Ice Shells, The Planetary Science Journal (2022)。 DOI:10.3847/PSJ/ac75bf#太陽系、#ユーロ波、#湖、

(Thiscolor view of Jupiter’s moon Europawas captured by NASA’s Galileospacecraft in the late 1990s. Scientists are studying processes that affect the moon’s surface as they prepare to explore theicy body. Credit: NASA/SETI Institute) 목성의 얼음 위성인 유로파는 두꺼운 얼음 지각 아래 액체 상태의 물이 존재하는 것으로 추정되고 있습니다. 태양계의 다른 위성과 달리 크레이터가 거의 없고 얼음 균열만 있는 표면을 생각하면 가장 타당한 해석입니다. 하지만 그렇다고 단순히 두꺼운 얼음 아래 짠 바닷물이 있는 단순한 구조는 아니라는 주장이 나왔습니다. NASA JPL의 유로파 과학자인 알로디 리세이지(Elodie Lesage, Europascientistat NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Southern California)가 이끄는 연구팀은 컴퓨터 모델링을 통해 유로파 얼음 지각에 있는 호수의 존재 가능성을 조사했습니다. 기본적으로 유로파는 지구의 암석 지각과 맨틀이 얼음 지각과 액체 상태의 물로 대체된 구조로 표현할 수 있습니다. 지구 지각에도 마그마가 쌓인 곳이 있는데, 이 마그마가 지각 균열을 뚫고 들어가 화산 활동을 일으킵니다. 과학자들은 유로파 버전의 얼음 화산 분출이라고 할 수 있는 간헐천 분출을 실제로 확인했습니다. 그런데 이 분출은 수십 km의 얼음 지각을 뚫고 바로 나온 것이 아니라 어쩌면 얼음 속 호수가 마그마처럼 쌓였다가 나온 것일 수도 있습니다. 연구팀 모델에 따르면 유로파 지표 아래 4~8km 깊이의 얼음 지각 약한 곳에 호수가 존재할 가능성이 있습니다. 이 얼음 호수는 얼었다 녹았다를 반복하면서 팽창과 수축을 반복할 수 있습니다. 결국 균열을 만들어 더 깊은 곳에서 물이 분출되거나 아니면 더 얕은 곳으로 물이 분출될 수도 있습니다. 다행히 2024년 발사 예정인 NASA의 유로파 클리퍼 탐사선에는 그 존재를 증명할 수 있는 Radar for Europa Assessment and Sounding: Ocean to Near-surface(REASON)가 있습니다. 그리고 유로파 클리퍼에 탑재된 고해상도 카메라와 분광기를 이용하면 빙화산 분출처럼 얼음 호수와 관련이 있는 지질학적 지형을 관측할 수 있습니다. 유로파의 얼음 지각은 지구의 암석 지각처럼 두껍기 때문에 이를 뚫고 탐사한다는 것은 매우 어려운 과제입니다. 만약 더 얕은 위치에 호수가 존재한다면 보다 쉬운 탐사 목표로 주목받을 것으로 보입니다. 어쨌든 차가운 얼음 호수가 유로파에서는 물의 마그마와 같은 역할을 할 수 있다는 것이 재미있습니다. 참고 https://phys.org/news/2022-10-shallow-lakes-icy-crust-jupiter.htmlElodie Lesage et al, Simulation of Freezing Cryomagma Reservoirs in Viscoelastic Ice Shells, The Planetary Science Journal (2022)。 DOI:10.3847/PSJ/ac75bf#太陽系、#ユーロ波、#湖、