화강암은 달 표면 아래에 숨어있을 가능성이 높습니다

이 Lunar Reconnaissance Orbiter 이미지에 표시된 달의 Compton-Belkovich 화산 단지에는 지구 너머에서 발견된 가장 큰 화강암 덩어리가 있을 수 있습니다.

애리조나 주립대학교 GSFC/NASA

캐서린 코르네이(Katherine Kornei)

2023년 7월 19일 오전 9시

요세미티를 조심하세요. 달에는 인상적인 암석이 있습니다.

폭이 약 50km에 달하는 거대한 화강암 덩어리가 달 표면 아래에 묻힐 수 있다고 연구자들이 네이처(Nature)에 7월 5일 보고했습니다. 지구 밖에서 발견된 가장 큰 화강암 구조인 이러한 거대괴수를 발견한 것은 이러한 유형의 암석을 형성하는 데 일반적으로 판 구조론이나 풍부한 물이 필요하다는 점을 고려하면 놀라운 일입니다.

1960년대와 1970년대에 아폴로 우주비행사들이 달에 착륙했을 때 그들은 현무암이 지배하는 풍경을 만났습니다. 화성암은 달과 우리 행성 모두에서 평범한 물질이라고 투산에 있는 행성 과학 연구소의 행성 과학자인 매튜 시글러(Matthew Siegler)는 말합니다. “모든 것은 현무암에서 시작됩니다.”

그러나 시간이 지남에 따라 충분한 열과 압력이 가해지면 현무암은 녹아서 더 튼튼한 화강암으로 변할 수 있습니다. 지구상의 중추인 판 구조론과 물은 종종 그러한 변형을 촉진하는 데 도움이 됩니다. 구조적 힘은 암석을 더 뜨거운 깊은 곳으로 끌어 내리는 데 도움이 될 수 있으며, 소금처럼 작용하는 물은 더 낮은 온도에서 암석이 녹는 데 도움이 됩니다(SN: 1/13/ 21).

달에는 판 구조가 없고 물도 거의 없기 때문에 그곳에서 엄청난 양의 화강암을 발견하는 것은 예상치 못한 일이라고 Siegler는 말합니다. 실제로 아폴로 우주 비행사들이 지구로 가져온 약 380kg의 월석(큰 곰 무게 정도) 중에서 화강암은 소수의 밀리미터 크기 조각에 불과합니다(SN: 7/15/19). "그것이 우리의 전체 재고입니다."라고 Siegler는 말합니다.

그러나 시글러와 그의 동료들은 이제 거대한 화강암 조각이 달 표면 아래에 숨어 있을 수 있다는 강력한 증거를 가지고 있습니다. 연구팀은 중국 창어 1호와 창어 2호 달 궤도선이 달 뒷면에서 수집한 마이크로파 데이터를 분석한 결과 예상보다 약 섭씨 9도 더 따뜻한 지열 핫스팟을 발견했습니다. 시간이 지남에 따라 붕괴하고 열을 방출하는 방사성 원소인 우라늄과 토륨이 암석 내에서 응집되는 경향이 있기 때문에 온도 상승은 화강암의 지표인 경우가 많다고 Siegler는 말합니다.

Compton-Belkovich Volcanic Complex로 알려진 지역 아래에 얼마나 큰 화강암 조각이 놓여 있을 수 있는지 추정하기 위해 연구원들은 다양한 깊이에 묻혀 있는 다양한 크기의 화강암에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 실행했습니다. 연구팀은 달 표면 4km 아래에 묻혀 있는 더 작은 타원체 화강암으로 덮인 대략 폭 50km, 높이 25km의 타원형 화강암 덩어리가 창어 1호와 창어 2호 관측을 가장 잘 설명한다고 결론지었습니다.

가장 큰 문제는 그러한 건물이 어떻게 형성되었는지입니다. Siegler와 그의 동료들이 제안하는 한 가지 아이디어는 용융된 암석 기둥인 맨틀 기둥이 한때 Compton-Belkovich 화산 단지 아래에 지속되었다는 것입니다. 그 기둥은 그 지역의 현무암 중 일부를 화강암으로 만들었을 것입니다.

지구상에서 맨틀 기둥은 지각판 운동과 결합하여 하와이와 같은 섬 체인을 만드는 것으로 유명하다고 Siegler는 말합니다(SN: 9/19/11). 그러나 판 구조가 없는 달에서는 맨틀 기둥이 한 지역을 지속적으로 가열할 것이라고 그는 말했습니다. "계속 구워지는 빵 껍질의 한 지점을 얻습니다."

이번 연구에는 참여하지 않았지만 세인트루이스에 있는 워싱턴 대학교의 행성 과학자인 브래드 졸리프(Brad Jolliff)는 이것은 달 탐사로 후속 조치가 이루어져야 할 흥미로운 발견이라고 말했습니다. "이러한 특성 중 일부를 가까이에서 테스트할 수 있는 작은 로버를 갖춘 로봇 임무에 적합합니다."

앞으로 몇 년 안에 과학자들은 바로 그 일을 할 계획입니다. 2027년에 발사될 예정인 NASA의 Lunar Vulkan Imaging and Spectroscopy Explorer 임무 또는 Lunar-VISE는 Gruithuisen 돔 중 하나의 정상에 착륙할 예정입니다. 달 근처에 위치한 이 화산 지형에는 화강암도 포함되어 있는 것으로 여겨집니다. Lunar-VISE는 이 지역의 화학적 구성을 근접하게 관찰할 수 있을 것이라고 이번 임무의 수석 연구원이자 올랜도에 있는 센트럴 플로리다 대학의 행성 지질학자인 Kerri Donaldson Hanna는 말했습니다.