지구와 가장 가까운 형제 금성은 왜 판구조가 없을까? [아하! 우주]

같은 부모에게서 난 형제들은 서로 닮게 마련이지만, 저마다 각기 다른 점이 있다. 태양계의 형제 행성들도 마찬가지다. 태양계에서 지구와 가장 비슷한 행성인 금성이나 서로 닮은 가스 행성인 목성과 토성, 해왕성과 천왕성은 각기 자신만의 고유한 특징이 있다. 하지만 지구와 금성처럼 크기와 질량이 비슷한데, 환경이 서로 180도 다른 경우는 흔치 않다.

지구와 달리 금성 대기의 대부분은 이산화탄소인데 이에 따라 생긴 극단적인 온실효과로 표면 온도는 섭씨 457도에 달하고 기압도 지구의 90배 이상이다. 금성과 지구의 차이는 대기만이 아니라 땅에도 존재한다. 1990년부터 금성을 탐사한 미 항공우주국(NASA)의 마젤란 탐사선은 금성 표면에서 지구와 비슷한 지각판 구조의 흔적을 찾지 못했다.

지구의 지각은 맨틀 위에 마치 빙산처럼 떠 있는데, 퍼즐처럼 맞물리는 여러 개의 판으로 구성되어 있다. 이 지각판들이 맨틀의 움직임에 따라 이동하기 때문에 대륙도 이동하게 된다. 애초 과학자들은 금성이 지구와 크기가 거의 비슷하고 구성 물질도 유사한 만큼 지구와 같은 판구조를 지녔을 것으로 예상했지만, 금성에는 판 구조와 지각판의 이동 흔적이 전혀 발견되지 않았다. 과학자들은 금성의 맨틀 에너지가 화산 형태로 분출되거나 혹은 코로나(Corona)라고 불리는 독특한 원형 구조의 형태로 대신 나타난다고 추측했다.





미국 메릴랜드 대학과 NASA 고다드 우주비행센터 가엘 카스시올리는 마젤란 탐사선 데이터를 자세히 분석해 금성 지각의 지질 운동에 대해 알아냈다. 사실 금성은 두꺼운 구름에 가려 있어 지형을 직접 관측할 수 없다. 따라서 마젤란 탐사선은 구름을 뚫을 수 있는 레이더를 이용해 지형도를 작성했다. 연구팀은 이 지형도에서 금성의 지질 활동에 대한 중요한 사실을 발견했다.

연구팀에 따르면 지름 수백 ㎞에 달하는 코로나 지형은 지구의 지각판과 유사한 기능을 담당한다. 예를 들어 코로나의 동심원은 사실 지구의 섭입대(subduction zone)처럼 지각이 맨틀 속으로 가라앉는 장소다. 그리고 이렇게 안으로 들어간 지각은 녹아 맨틀 아래로 침강하고 있었다. 이외에도 솟구치는 맨틀에 의한 지형과 화산 활동 역시 확인할 수 있었다.





연구팀은 사실 지구도 지각판 구조가 생기기 전까지 비슷한 방식으로 맨틀의 에너지를 지각으로 방출했다고 보고 있다. 하지만 왜 지구는 지각판이 생기고 금성은 생기지 않았는지는 여전히 미스터리이다.

과학자들은 2030년대 발사 예정인 NASA의 금성 탐사선 베리타스(VERITAS)가 이 질문에 대한 답을 줄 것으로 기대하고 있다. 베리타스는 1990년대 활약한 마젤란보다 훨씬 강력한 레이더를 장착해 금성 지형과 지각을 상세히 조사할 수 있다. 함께 생긴 형제인 지구와 금성이 왜 이렇게 서로 달라졌는지에 대한 결정적인 단서를 베리타스가 찾아줄지도 모른다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com