금성은 지구처럼 생물이 살 수 있을까
우리는 자매행성인 금성으로부터 기후변화에 대해 많은 것을 배울 수 있습니다. 금성의 표면온도는 450도이며, 밀도는 지구의 90배이고 이산화탄소가 96%로 주를 이루고 있다.
"금성은 너무도 기묘한 곳이고, 사람이 전혀 살 수 없는 장소입니다. 하지만 60킬로 떨어진 구름 속에서 포스핀이 발견된 것으로 인해 미생물이 부유하고 있을 가능성이 있습니다"
하지만 그 전에 금성은 일찍이 지구와 비슷한 기후를 가지고 있었을 것으로 생각됩니다. 최근에 발견된 기후모델에 의하면 금성의 역사의 대부분은 현재의 지구와 같은 표면 온도를 가지고 있었습니다. "바다, 비, 눈, 대륙과 판 구조론, 더 나아가서는 생물까지도 있었을것으로 예측됩니다."
그렇지만 불과 10억년 전 온실효과의 폭주로 인해 금성의 기후는 극적으로 변화했습니다. 화산활동의 집중적으로 일어나 기간에 대기 중에 존재하는 풍부한 이산화탄소가 생성됐고, 해양을 증발시키면서 물순환을 종식시켜서 이러한 대규모적인 기후변화의 원인이 되었다고 추측됩니다.
변화의 증거
기후모델에 의한 이 가설은 연구자 그룹(지리과학자 Claire Samson과 공동 감독자)에서 석사과정인 Sara Kawja에게 이 제안된 기후변화 사건에 대해서 금성의 암석에서 증거를 찾을 수 있도록 영감을 줬습니다.
1990년대 초부터 칼튼 대학교 연구팀과 최근에는 톰스크 주립 대학교 시베리아 연구진이 지구의 놀라운 자매 행성들의 지질학적 역사를 매핑하고 해석해왔습니다.
1970 년대와 1980년대 소련의 Venera와 Vega는 고온과 압력으로 착륙선이 실패하기 전에 금성에 착륙하고 사진을 찍고 암석의 구성을 평가하는 것이 임무였습니다. 그러나 금성 표면에 대한 우리의 가장 포괄적인 관점은 1990년대 초 NASA의 마젤란 우주선에 의해 제공되었으며, 레이더를 사용해 조밀한 구름층을 통과하고 금성 표면의 98% 이상의 상세한 이미지를 생성할 수 있었습니다.
고대의 암석을 통한 조사
거대한 기후변화 사건의 지질학적 증거를 찾기 위해 우리는 금성에서 가장 오래된 유형의 암석인 테세라(tesserae)에 초점을 맞췄습니다. 이 암석은 길고 복잡한 지질학적 역사를 암시하듯이 복잡한 모양을 가지고 있습니다. 이런 암석이 물의 침식증거를 보존하고 있을 가능성이 높다고 생각했는데, 이는 지구상에서도 중요한 과정이며 큰 기후변화가 일어나기 전에 금성에서 발생했어야 했습니다.
해상도가 낮은 고도 데이터를 감안했을 때 우리는 고대의 강 계곡을 인식하기 위해 간접적인 기술을 사용했습니다. 우리는 주변 화산 평원에서 흘러나온 용암의 흐름이 테세라 가장자리의 계곡을 채웠음을 증명해냈습니다.
놀랍게도 이 테세라 계곡의 패턴은 지구상의 하천 흐름 패턴과 매우 유사하여 테세라 계곡이 지구와 같은 기후조건을 가진 시간동안 강의 침식에 의해 형성되었다는 가설까지 이어졌습니다. Carleton과 Tomsk 주립 대학의 금성 연구팀은 극도로 더운 조건으로의 전환에 대한 지질학적 증거를 찾기 위해 테세라 이후 용암의 흐름을 연구하고 있습니다.
지구와 금성은 닮은꼴?
금성의 화산이 어떻게 그렇게 커다란 기후 변화를 일으킬 수 있는지 이해하기 위해 우리는 지구의 역사에서 유사점을 찾을 수 있었습니다. 63만년 동안 발생한 옐로스톤의 마지막 분화와 같은 초분화에서 유사한 점을 발견할 수 있습니다.
그러나 이처럼 기후를 변화시킬만큼 큰 화산 활동은 약 2천 ~ 3천만년마다 발생하는 대형 화산지역 (LIP)에 비해 작긴 합니다. 이러한 폭발 사건은 대량 멸종을 포함하여 지구에 치명적인 기후 변화를 일으킬 수 있는 충분한 이산화탄소를 방출할 수 있습니다.
규모를 이해하기 위해 가장 작은 LIP가 캐나다 전체를 약 10 미터 깊이까지 덮을 수 있을만큼 충분한 마그마를 생성한다고 한 번 가정해보겠습니다. 하지만 기존의 가장 큰 LIP는 거의 8km깊이까지 캐나다 크기의 지역을 덮을만큼 충분한 마그마를 생성 할 수 있습니다.
금성의 LIP 유사체에는 최대 500km 길이의 개별 화산, 최대 7,000km 길이에 이르는 광범위한 용암류가 있었고, 지각이 산산조각으로 분리되는 최대 10,000km 길이의 관련 균열계도 포함됩니다.
만일 LIP형 화산활동이 금성에게 있어서 대규모 기후변화의 원인이었다면 지구에서도 같은 기후변화가 일어날 수 있는 것일까? 아마 몇억년 후 미래에 무분별하게 여러군데에서 LIP가 발생하면 지구가 이런 기후변화를 일으켜서 현재의 금성과 같은 상태가 될 것이라는 시나리오를 상상할 수 있습니다.