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금성은 7억년 전까지 생명 친화적, 물이 풍부했다.
목성 공전 궤도 변화로 목성의 중력 영향을 받은 금성환경이 변했다.

목성이 금성을 뜨거운 불지옥으로 만들었다.
목성의 궤도 이동이 금성의 생명 친화적 단계에 종말을 가져왔다.

치명적인 파괴 효과 :
금성이 오늘날 생명에 치명적인 환경을 갖게 된 것은 행성 목성에 일부 책임이 있다.
최근 모델 시뮬레이션에서 목성 중력의 영향이 어린 금성의 궤도에 영향을 미쳤기 때문이라는 연구결과가 나왔다. 그들의 궤도는 일시적으로 더 중심이 치우쳤고, 이것은 한때 친근했던 이웃 행성에 급속한 온난화와 급속한 온실 효과를 촉진했다.

▲ 우리 이웃 행성 금성은 오늘날 빛나는 지옥이지만 초기에는 생명 친화적이었고 바다를 소유했을 것이다. © JAXA / ISAS / DARTS / Damia Bouic

약 7억 년 전까지만 해도 이웃 행성 금성은 생명 친화적이고 물이 풍부한 세상이었을 것이다. 이것은 급격히 변했다. 바다가 증발하고 급속히 증가하는 온실 효과로 인해 가스 층이 엄청나게 단단하고 치명적이었다. 오늘날 금성은 460도에서 빛을 발하며 대기압은 지구보다 90배 높다.

비정상적으로 원형 궤도

그러한 지옥 같은 환경으로 갑자기 바뀌게 된 원인은 무엇일까?
지금까지 행성 연구자들은 이웃 행성에서 상대적으로 느린 태양 복사 증가가 왜 그렇게 큰 결과를 가져 왔는지 추측할 수 있었다.
일부는 거대한 화산 폭발로 인해 금성 기후가 균형을 잃었다고 의심하고, 다른 사람들은 비정상적으로 느린 회전이나 특수한 대기 흐름에 기인한다고 주장한다.

리버 사이드에 있는 캘리포니아 대학의 스티븐 케인과 그의 팀은 최근 또 다른 ‘범인’을 의심했다. 금성의 또 다른 변칙성을 조사했다. 극도로 원형 궤도이다.
연구진은 “태양계의 모든 행성 중에서 금성은 궤도 편심률이 가장 낮다.
0.006에서 그 값은 완벽한 원에 가깝다. 반면 지구 궤도는 0.16에서 훨씬 더 타원형이다.

지금보다 더 타원이었다.

이것에 대한 흥미로운 점 :
“연구결과 궤도 편심이 암석 행성의 기후 발전에 중대한 영향을 미칠 수 있음을 보여주었다”고 Kane과 그의 동료들은 말했다. 지구 궤도의 주기적인 변동은 계절, 태양 복사 및 탄소 순환의 변화를 반복적으로 가져왔다. 이것은 빙하기뿐만 아니라 대량 멸종에도 기여했다.

연구자들의 설명처럼 금성에서 특히 궤도 모양의 뚜렷한 변화가 기후 변화를 촉발했을 수 있다. 그들의 모델링에 따르면 금성의 궤도는 약 10억년 전까지만 해도 오늘날보다 훨씬 더 타원이었으며 편심도는 0.3일 수 있었다. 또한 궤도의 모양은 뚜렷한 주기적 변동을 보였을 수 있다.

▲ 내부 행성의 궤도 : 금성은 거의 원형 궤도를 가진 유일한 행성이다. © ChongChong He

목성의 이동은 금성의 궤도에 영향을 미친다.

천문학자들은 이미 가능한 주범으로 목성을 확인했다.
목성의 역사 과정에서 여러 차례 위치를 바꾼 것으로 오랫동안 알려져 있기 때문이다.
그것은 오늘날 궤도를 돌고 있는 것보다 태양에서 4배 더 멀리 떨어진 곳에서 시작해 매우 일찍 내부 태양계로 이동했다.
그곳에서 그는 지구, 화성 및 다른 내부 행성의 발전에 영향을 미칠 수 있었다.

그러나 목성이 시간이 지남에 따라 천천히 다시 바깥쪽으로 표류했을 때, 중력의 영향으로 금성의 궤도를 결정적으로 형성했을 수 있다. 더 가변적이고 더 타원이 되었다.
"목성이 이동함에 따라 금성은 기후에 극적인 변화를 겪었다. 온도가 상승하고 다시 냉각되고 대기 중으로 점점 더 많은 물이 손실되었다"고 Kane은 설명했다.

▲ 8km 높이의 Maat Mons는 금성에서 가장 높은 화산이다. Source photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/pia00254 Author NASA - Jet Propulsion Laboratory

"피할 수 없는 붕괴 가속화"

행성 연구자들의 계산에 따르면, 더 타원 궤도를 가진 금성은 증가된 조력과 관련 온난화로 인해 원형 궤도보다 최소 5% 더 많은 물을 증발시켰을 것이다.
케인과 그의 팀은 "젊은 금성의 이심률의 변동은 불가피한 대기 붕괴로 인해 급속한 온실 효과로의 발전을 가속화 할 수 있었다"고 말했다.

지난 수억 년 동안에만 금성의 궤도가 다시 안정되었고 점점 더 원형이 되었다.
한때 생명 친화적인 금성에는 너무 늦었다. 바다는 증발했고 대기는 치명적이며 표면은 뜨거워졌다.
(The Planetary Science Journal, 2020; doi : 10.3847 / PSJ / abae63)

출처 : University of California – Riverside

[더사이언스플러스] "No Science, No Future" 

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