금성의 지질

4. 금성의 지질

 다수의 금성 관측자료에 따르면 금성 표면에는 현재도 활동 중인 화산이 있다. 러시아의 베네라 계획 동안 베네라 11호, 12호의 탐사선들이 끊임없이 치는 벼락을 관찰했고, 베네라 12호는 착륙 직후 천둥소리를 녹음했다. 지구에서의 천둥은 강우가 동반되지만, 금성은 강우가 없다. 천둥에 대한 다른 한 가지 가능성은 화산 분출 시 나오는 화산재가 천둥을 일으킨다는 것이다. 또 다른 증거는 이산화황의 대기 농도이다. 1978년과 1986년 사이에 이산화황의 금성 대기 중의 농도가 1/10으로 줄었는데 이것이 화산 활동 전에 이산화황의 농도를 변화시켰다는 것이다.  

 금성에서 1,000개 정도의 충돌구가 발견되었고, 이들의 분포는 행성 표면에 고른 것으로 밝혀졌다. 지구나 달에서 발견되는 충돌구는 풍화된 흔적이 보이는데 끊임없는 열화 작용 때문이다. 달에서의 열화 작용은 충돌에 의해서 일어나고, 지구의 열화 작용은 바람과 비 때문에 생겨난다. 금성에서는 85%의 충돌구가 최초의 상태를 보존하고 있다. 충돌구의 수와 보존이 잘되고 있다는 것은 5억 년 전에 표면이 완전히 새로 형성되었다는 것을 의미한다. 지구의 지각은 판 구조 활동에 의해 끊임없이 움직인다. 반면 금성 표면은 이러한 과정이 일어나지 않는다. 판 구조 활동에 의해서는 맨틀의 열이 방출되지 않기 때문에 금성은 맨틀의 온도가 지각이 안정하게 있을 수 없는 일정 임계온도까지 계속 올라가고, 그렇게 되면 1억 년 정도의 시간 동안 지각이 맨틀 안으로 섭입해 버려서 완전히 새로운 지각이 형성되는 과정이 반복된다. 

 금성에 있는 충돌구의 크기는 3~280km까지 분포한다. 직경이 3km보다 작은 충돌구는 존재하지 않는데, 그 이유는 대기가 두껍기 때문이다. 운동 에너지가 특정한 값보다 작은 물체는 속도가 느려져서 충돌구를 만들지 못한다.

5. 금성의 대기 

금성은 두꺼운 대기를 갖고 있고, 이산화탄소가 풍부한 대기에 의해 온실효과가 발생하는데 표면온도를 400도까지 올려놓는다. 금성의 표면온도는 태양에 더 가까이 있는 수성보다 더 높다. 연구에 따르면 수십억 년 전에 금성의 대기는 현재의 지구 대기상태에 가까웠다고 한다. 표면에는 상당한 물이 존재했을 것으로 여겨진다. 그러나 물이 증발하면서 수증기가 대기 중으로 들어가서 온실효과를 가중시켰다고 생각된다. 금성은 극단적인 기후 변화의 예가 되고 연구에 유용하다.

 금성 표면에서 대기 순환은 해들리 순환을 따른다. 금성 하층대기의 등적 비열과 바람에 의한 열의 이동으로 볼 때, 매우 천천히 자전하고 있지만 금성의 표면 온도는 낮과 밤의 차이가 별로 크지 않다. 표면에서의 바람은 매우 느리지만 대기의 밀도는 높기 때문에 바람에 의해 전달되는 힘은 상당하고 먼지나 작은 돌들을 이동시킨다.

 금성 대기의 두꺼운 이산화탄소의 층 위에는 주로 이산화황과 황산 물방울로 구성된 두꺼운 구름층이 있다. 처음에는 수증기로 된 구름으로 예상했지만, 1970년대 이 구름의 주성분이 황산이라는 사실을 알아냈다. 황산은 상층 대기에서 이산화황과 수증기가 자외성을 받아 광화학 반응을 일으켜 생성된다. 이 구름들이 태양 빛의 60%를 반사하기 때문에 금성의 표면을 가시광으로는 관찰하기 어려다. 금성은 영구적으로 구름으로 덮여있기 때문에 지구보다 태양에 가까이 있지만 표면에 태양 빛이 드리우는 일도, 태양 빛에 의해서 가열되지도 않는다. 구름 층의 꼭대기에는 시속 300km에 이르는 바람이 4~5일에 한 번씩 금성을 일주한다.

6. 금성 자기장과 핵

 금속으로 된 액체 핵의 대류에 의해 생기는 다이너모 현상으로 자기장이 생긴다고 생각할때, 금성같이 내부가 완전히 식지 않았을 것으로 추정되는 행성에 자기장이 없다는 것은 상당히 곤혹스러운 사실이다. 다이너모 현상은 세 가지 조건을 필요로 한다. 전도성 액체, 회전, 대류이다. 하지만 금성의 핵은 지구와 같이 철과 니켈이 주성분인 도체로 생각된다. 따라서 금성의 핵이 대류 하지 않기 때문에 다이너모 현상이 안 생긴다고 생각하는 것이다. 지구에서는 액체로 된 외핵에서 대류가 일어나는데 외핵의 하부가 상부보다 뜨겁기 때문이다. 금성에서는 내부의 열을 외부로 방출해 주는 판 구조활동이 나타나지 않는다. 따라서 금성의 내부는 충분히 뜨거워서 금속으로 된 내핵이 존재하지 않을 수 있다. 즉 핵이 아직 냉각되지 않았기 때문에 핵이 거의 같은 온도이다.