3'20" 읽기
- 수평 2~4m, 수직 1~2m의 해상도 위성 지원 LIDAR 측정을 기반으로 디지털 고도 모델 사용
- 분화구의 재측정은 큰 소행성의 더 빈번한 충돌 가능성 예측
- 1km보다 큰 소행성 충돌은 이전에 생각했던 것보다 4배 더 흔할 것

큰 영향의 위험이 과소평가되었을까?
분화구의 재측정은 큰 소행성의 더 빈번한 충돌을 나타낼 수 있다.

우주 폭격:
지난 백만 년 동안 지구는 이전에 생각했던 것보다 더 큰 소행성 충돌을 경험했을 수 있다. 일부 NASA 연구원이 4개의 큰 충돌 크레이터를 재측정한 결과 내린 결과다. 따라서 이러한 크레이터는 이전에 제안된 측정보다 1.5배에서 2배 더 크다. 연구원들에 따르면, 1km보다 큰 소행성 충돌은 이전에 생각했던 것보다 4배 더 흔할 수 있다. 

▲ SRTM(Shuttle Radar Topography Mission)이 촬영한 볼리비아의 Itturalde 구조. 최근 LIDAR 측정에 따르면 이 분화구는 레이더 이미지 크기의 두 배 이상일 수 있다. ©NASA

우리 행성은 지구 역사의 과정에서 크고 작은 소행성에 의해 반복적으로 타격을 받았다. 일부는 지역적 또는 세계적인 재앙을 일으켰고, 다른 일부는 대륙과 생명체의 출현을 장려했을 수 있다. 잠재적으로 치명적인 소행성 충돌의 위험은 얼마나 클까? 지금까지 더 큰 덩어리에 대한 충돌 위험은 상대적으로 안정적이고 다소 낮은 것으로 간주됐다. 일반적인 추정에 따르면 크기가 1km 이상인 소행성은 60만~70만 년에 한 번만 충돌할 가능성이 있다.

충돌 크레이터 재측정

문제는 이러한 더 큰 충돌이 지구에서 얼마나 자주 발생했는지 판단하기 어렵다는 것이다. 이것은 침식과 판 구조론이 대부분의 오래된 지구 분화구를 덮거나 파괴했기 때문이다. 여전히 식별할 수 있는 몇 개의 큰 충돌 분화구의 경우 정확한 크기를 결정하기가 어렵다. 분화구 가장자리는 종종 거의 알아볼 수 없거나, 너무 크거나 퇴적물로 덮여 있다.

그렇기 때문에 NASA 고다드 우주 비행 센터의 James Garvin과 그의 팀은 이제 고해상도 데이터를 사용하여 지난 100만 년 동안의 주요 크레이터 4개를 재측정했다. 이를 위해 그들은 수평으로 2~4m, 수직으로 1~2m의 해상도를 갖는 위성 지원 LIDAR 측정을 기반으로 한 새로운 디지털 고도 모델을 사용했다. 또한 해당 지역의 스테레오 녹음이 포함되었다.

크기의 1.5배에서 2배

4개의 분화구는 니카라과의 80만 년 된 판타스마 분화구, 카자흐스탄의 약 90만 년 된 자만신 분화구, 100만 년 이상 된 가나의 보숨트위 분화구, 겨우 3만 년 된 볼리비아 충돌 분화구 이투랄데의 원형구조물이다. 이전 추정치에 따르면 이 크레이터의 크기는 8~15km이며, 따라서 예를 들어 1km 크기의 소행성에 의해 발생한 Nördlinger Ries보다 훨씬 작다.

그러나 Garvin과 그의 팀에 의한 재측정은 다른 그림을 그린다. 컴퓨터 지원 분석에 따르면 지금까지 추정된 분화구 크기는 복잡한 분화구의 내부 고리에만 해당하지만, 실제 분화구 가장자리는 더 멀리 떨어져 있다. 예를 들어, 그들은 이전 12개가 아닌 Zhamanshin 분화구의 직경을 30.4km로 결정했다. Pantasma의 경우 14km가 아닌 35.4km, Bosumtwi의 경우 8km가 아닌 26.8이 된다. Ittoralde 분화구 구조에 대해 Garvin과 그의 동료들은 8이 아닌 23.2 또는 30.4km를 결정했다.

▲ 그림 1. 판타스마(니카라과) 복합 분화구의 예. PlanetDEM 데이터에서 ~35km에서 식별된 외부 테두리가 있는(참조 (출처: 관랸 발표자료 PDF https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2023/pdf/2608.pdf)

한 두 개가 아닌 열두 개의 빅 히트(Big Hit)?

4개의 분화구는 이전에 추정된 것보다 1.5~2배 더 크며 현재 크기가 약 25km인 Nördlinger Ries와 비슷한 크기 범위에 있다. 그들은 또한 직경이 1km 이상인 소행성에 의해 발생했다. Gavin과 그의 동료들이 계산한 대로, 네 가지 충돌 각각은 40만에서 73만 메가톤의 TNT 에너지를 방출했을 것이다. "이 에너지는 지구 대기의 일부가 폭파되고 충격 유리가 전 세계적으로 분포되는 한계점보다 훨씬 높다"고 연구원은 기술했다.

Garvin과 그의 팀에 따르면 이것은 그러한 주요 영향의 빈도가 과소 평가되었음을 시사한다. 조사된 4개의 분화구는 지난 100만 년 동안 직경이 1km 이상인 4개의 소행성이 지구와 충돌했음을 보여준다. 여기에 육지가 지구 표면의 1/3 미만을 구성하고 주요 충돌의 실제 빈도는 백만 년에 12번 정도 될 수 있다는 사실을 추가한다고 팀은 말했다.

논란이 없는 재측정

네 개의 크레이터 직경에 대한 재평가에 논란이 없는 것은 아니다. 일부 과학자들은 Garvin과 그의 팀이 식별한 바깥 가장자리가 실제로 분화구의 가장자리인지 의심한다. "이러한 구조는 너무 미묘해서 실제 구조적 가장자리에서 나온 것이라고 생각하지 않는다"고 Western University의 행성 과학자 Gordon Osinski는 Science에 말했다. 대신, 약간의 팽창은 충격 파편으로 인해 분출될 수도 있다.

Garvin은 또한 그들의 연구가 아직 확실한 증거가 아니라고 강조했다. 그러나 그는 침식에도 불구하고 100만 년이 지난 후에도 2차 구조가 여전히 명확하게 감지될 가능성은 낮다고 생각한다. Garvin이 이끄는 연구원들은 측정 데이터를 확인하기 위해 추가 현장 조사가 필요하다는 점을 인정한다. 그들은 이미 다른, 다소 오래된 충돌 분화구를 재분석하기 시작했다.
(54th Lunar and Planetary Science Conference 2023, 투고 번호 2806(PDF))
출처: 54th Lunar and Planetary Science Conference 2023, Science

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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