금성의 구조와 구성, 대기, 공전과 자전 그리고 탐사

태양에서 약 1억 8천만 km 떨어진 곳에 있는 태양계 두 번째 행성인 금성은 수 세기 동안 인간의 흥미를 끌었던 매우 신비한 세계입니다. 지구에서 보는 하늘의 밝은 모습의 금성은 인간들에게 신화와 전설의 대상이 되었고, 사랑과 아름다움의 행성으로 불리었습니다. 독특한 특성을 지닌 신비로운 행성이며 그로 인해 과학적 연구의 대상이 되었습니다.

 

 

1. 금성의 구조와 구조

우선 금성의 구조와 구성에 대해서 알아보겠습니다.

안타깝게도 아직까진 금성의 내부 구조에 대한 정확한 정보는 없습니다.

그러나 금성의 내부 구조는 밀도가 높은 금속성 핵, 암석, 맨틀, 얇은 지각 등 지구와 유사한 것으로 여겨지고 있습니다.

그 이유는 크기와 밀도가 지구와 유사하기 때문입니다.

금성의 핵은 반지름이 약 3,000km인 부분적으로 녹은 금속성으로 여겨집니다. 지구와 마찬가지로 금성의 핵 역시 최소한 일부분은 액체 상태로 남아 있을 것으로 추측합니다.

금성의 핵은 주로 철과 니켈로 구성되어 있으며 온도는 약 섭씨 5,400도인 것으로 추정되고 있습니다.

금성의 크기는 지구보다 약간 작아서 그 차이로 인한 내부 압력의 차이는 상당히 크리라고 생각되고 있습니다.

금성의 맨틀 역시 지구의 맨틀과 유사한 규산염 암석으로 이루어진 것으로 여겨지고 있습니다.

핵에서 지각까지 뻗어 있고, 두께는 약 3,000km로 추정됩니다. 맨틀은 하부 맨틀, 상부 맨틀 및 천이대를 포함하여 여러 층으로 나뉘고 있습니다. 여러모로 지구와 비슷하지만 지구와 금성의 큰 차이점은 판 구조적인 활동이 금성에서는 보이지 않는다는 것입니다. 그 유는 금성의 표면과 맨틀이 건조하기 때문이라고 과학자들은 생각하고 있지만 반대로 몇몇 과학자들은 금성의 맨틀이 지구와 유사한 판 구조론을 지지할 수 있다는 이론을 세웠습니다. 그러나 이를 증명하기 위해서는 아직까진 더 많은 연구와 과학의 발전이 필요할 것으로 보입니다.

금성의 지각은 얇고 주로 현무암으로 구성되어 있습니다.

두께는 20 ~ 30km에 불과하며, 이는 지구의 지각보다 얇아서 태양계의 다른 행성에 비해서도 상대적으로 젊다고 여겨지고 있습니다. 지각의 구성은 지구의 해양 지각과 유사하고, 알루미늄이 적고 철이 풍부합니다.

금성의 표면은 약 5억 년 전 용암으로 뒤덮여 있는 굉장히 활동적인 화사의 시기를 거쳤을 것이라고 추측하고 있습니다.

지금도 금성의 표면은 뜨겁고 화산활동이 활발히 일어나고 있으며, 충돌 분화구, 산, 화산으로  이루어져 있습니다.

가장 큰 화산인 Maat Monss는 높이 8km, 폭 400km가 넘는다고 합니다.

또한 금성에서 행성 표면의 약 80%를 차지하는 금성 저지대를 포함하여 광활한 평원과 고원이 존재합니다.

이를 통해 금성의 표면은 계속되는 화산 활동과 구조적 과정을 통해 지질학적으로 활동적인 행성인 것으로 여겨지고 있습니다. 

 

2. 금성의 대기

금성의 표면은 대부분 구름층으로 덮여 있어서 태양으로부터 오는 빛의 약 80%를 반사시킵니다.

이 때문에 우리가 살고 있는 지구에서 보이는 모든 행성 중에서 금성이 가장 밝게 보이는 이유입니다.

금성의 대기는 주로 이산화탄소와 소량의 질소 그리고 기타 가스로 구성되어 있습니다.

조밀하고 독성이 강한 대기는 행성의 높은 표면 온도의 원인으로 볼 수 있으며, 이는 섭씨 460도까지 온도가 올라갈 수 있는 환경을 제공합니다. 금성의 대기에는 또한 많은 양의 햇빛을 우주로 반사시키는 황산 구름이 포함되어 있습니다.

연구에 따르면 수십억 년 전 금성의 대기는 현재의 지구와 비슷했다고 합니다. 표면에도 상당한 양의 액체 상태의 물이 존재했으리라고 여겨집니다. 아지만 어떤 이유에서인지 액체 상태의 물이 증발하면서 수증기가 대기층으로 합쳐져 온실효과를 폭주시켰다고 추측하고 있습니다. 이런 극단적인 기후 변화는 우리가 살고 있는 지구의 기후 변화 연구에 중요한 예시로 도움을 줄 것입니다.

금성의 대기는 대류권, 중간권, 열권 등 여러 층으로 나뉩니다. 대류권은 대기의 가장 낮은 층이며 지표에서 80km까지 존재하고 엄청난 힘의 대류운동이 일어나 평균 풍속이 360m/s나 됩니다. 이는 금성의 대기 압력이 지구의 90배가 넘는 고기압의 대기임을 생각하면 금성의 풍속이 얼마나 대단한지 알 수 있습니다. 중간권은 고도에 따라 온도가 감소하는 특징을 나타냅니다. 열권은 대기의 가장 높은 층으로 극도로 높은 온도와 낮은 밀도를 보이고 있습니다.

금성의 대기에서 하나 특이한 사실은 구름이 온통 고농축 황산이라 비가 내릴 때 황산비가 내린다는 것입니다.

그러나 이 황산비는 내리다가 뜨거운 이산화탄소 대기의 열기 때문에 내리는 도중 증발하여 왔던 곳으로 다시 돌아가고, 다시 황산비로 내리다가 증발하면서 돌아가는 일이 반복됩니다. 즉 황산비가 내려도 금성의 땅에는 도착하지 못한다는 것입니다.

   

 

3. 금성의 공전과 자전 그리고 탐사

금성은 태양 주위를 평균 거리 약 1억 600만 km를 두고 약 255일을 주기로 공전하며, 축을 중심으로 자전하는 데는 공전보다 긴 약 243일이 걸립니다.

금성은 태양 주위를 타원 궤도로 공전하고 태양계의 대부분의 다른 행성과 반대 방향으로 회전합니다.

이를 "역행 회전"이라고도 합니다. 이 역행 회전의 원인에 대한 여러 가지 이론이 있는데 지금까지 가장 많이 받아들여지고 있는 이론은 과거 금성이 큰 천체와의 충돌로 인해 회전 반향을 바꾸게 했다는 것입니다.

또 다른 이론은 금성이 다른 행성과의 근접 조우를  통하여 회전을 뒤집었다는 것입니다.

금성의 자전주기는 태양계의 여덟 행성 중에서 가장 느린 자전 속도를 가지고 있습니다.

적도에서 금성 표면은 시속 6.5km로 자전하는데, 지구의 자전 속도 1600km과 비교하자면 그 차이를 쉽게 알 수 있습니다.

그렇기 때문에 금성의 하루는 1년보다 길다는 것을 의미하며, 낮과 밤 사이에 행성의 극심한 혼도 차이에도 기여합니다.

금성 탐사는 팔라이 바이, 궤도선과 착륙선을 포함하여 수년 동안 수많은 임무의 대상이었습니다.

가장 주목할 만한 임무는 지구 외 다른 행성에 성공적으로 도달한 최초의 우주선인 NASA의 마리너 2호와 행성의 대기와 표면에 대한 연구를 위해 보낸 소련의 탐사선 베네라 프로그램이 있습니다.

보다 최근에는 2006년부터 2014년까지 금성 궤도를 돌며 대기와 날씨를 연구했던 유럽우주국의 탐사선이 있고, 2015년 금성의 궤도에 도착한 일본의 아카츠키 탐사선은 행성의 구름과 날씨를 연구해 왔습니다.

앞으로도 계속 계획된 탐사를 통해 금성의 흥미진진한 비밀을 더 많이 알게 되기를 기대합니다.