수성과 금성

천문학자들은 수성이 아주 특이한 행성이라고 생각한다. 수성은 지구(달, 화성, 금성도 마찬가지) 같은 암석 행성이 아니라 대부분이 금속으로 이루어져 있다. 얇은 암석이 감싸고 있는 커다란 철 공을 생각하면 이해가 빠를 것이다. 지구의 핵은 철로 이루어져 있는데 지구의 중심으로부터 표면까지, 대략 절반 조금 넘게 차지하고 있다. 하지만 수성의 경우에는 행성에서 금속 핵이 차지하는 비율이 85퍼센트가 넘으며 이 중 일부는 녹아 있는 것으로 보인다. 또한 수성은 다른 행성들에게 또한 수성은 다른 행성들에게 찾아볼 수 없는 층이 있는데 금속 핵과 바위 표면 사이에 고체로 된 철과 황으로 이루어진 부분이 있다. 수성의 기이함은 표면에서도 분명히 드러난다. 수성도 달처럼 많은 크레이터가 표면을 덮고 있다. 그런데 수성의 크레이터 중 일부는 비스듬하게 기울어 있는데 마치 충돌 이후에 땅이 움직인 것 같은 모습이다. 수성의 가장 큰 크레이터인 칼로이스 분지(지름 1,545킬로미터) 역시 수수께끼다. 크레이터의 바닥 대부분이 테두리보다 위로 튀어 올라와 있다. 우리가 수성에 관해 알고 있는 사실 대부분은 10년 넘게 우주를 비행했으며 2011~2015년까지 수성을 공전한 나사의 메신저호가 보내준 정보이다. 수성에 대한 연구는 1974년과 1975년 두 해 동안 세 차례의 중력 도움을 통해 항해했던 마리너 10호를 통해 알아낸 사실들이 기초가 되었다. 수성은 충돌 크레이터와 다른 지형들을 가로지르는 길고 구불구불한 산등성이가 있다. 이 지형은 수성이 굳어지면서 수축할 때 생긴 지각의 주름으로 보인다. 수성의 지름은 지금까지 대략 13킬로 미터 가량 수축한 것으로 보인다. 수성은 달에 비해 작은 크레이터보다 큰 크레이터가 많다. 달처럼 수성에도 고원이 있다. 하지만 달과는 조금 다른데 수성의 고원은 넓게 펼쳐진 평원에 가로막혀 있다. 칼로리스 분지의 정반대 편에는 특이한 지형이 있다. 칼로리스 분지를 만든 충돌이 강한 지진파를 만들어 수성과 표면을 타고 반대편에 모여 형성된 지형이라고 짐작된다. 수성에도 자기장이 있다. 지구처럼 수성의 핵을 이루는 액체 상태의 철이 발전기 역할을 하지만 자기력은 지구보다 100배 약하다. 수성의 일교차는 심한 편이다. 낮에는 446도 까지 올라갔다가 밤에는 -184도까지 떨어진다. 수성에도 얼음이 있다. 수성의 북극 근처에 있는 크레이터의 바닥은 항상 그늘에 덮여 있으며 온도가 매우 낮아서 얼음이 녹지 않는다. 수성의 표면에는 휘발성이 높은 칼륨, 나트륨, 황이 많다. 이 발견은 수성이 왜 대부분 철로 되어 있는지를 설명하고자 하는 천문학자들에게 비극이 되었다. 예전 이론은 과거에 수성을 이루는 물질에서 암석이 가지는 비율이 더 컸다고 가정했다. 이론대로라면 아마 지구나 달과 비슷한 모습이었을 것이다. 수성을 덮고 있던 기존의 암석 표면의 대부분이 어떠한 이유로 인해 떨어져 나갔다고 주장했는데, 표면을 거이 날려버릴 만큼 강한 충격이 실제로 있었다면 현재 수성 표면에 만연한 휘발성 원소는 진작에 열로 인해 증발했을 것이다. 금성은 날씨가 좋은 법이 없다. 금성의 모든 지역은 1년 내내 15킬로미터 두께의 진한 황산 구름으로 덮여 있다. 지표면도 시원한 곳이 없다. 금성은 태양계에서 가장 뜨거운 행성이며 표면 온도가 465.5도에 달하는데 적도부터 극까지, 밤이든 낮이든 온도가 똑같다. 이번에는 기압계를 확인해보자. 해수면에서 받는 압력보다 약 93배 더 높다. 물론 지구의 해수면 기준이다. 금성에는 물이 없다. 날이 덥다고 불평할 수는 있지만 습도는 크게 높지 않은데 마치 지구의 애리조나처럼 고온 건조한 기후다. 금성 날씨에 관해 나쁜 소식이 하나 있는데 전 지역에 황산 비가 끊임없이 내린다는 사실이다. 좋은 소식은 이 비는 미류운 즉 땡에 닿기 전에 다 증발한다는 것이다. 금성의 높은 기온은 극단적인 온실 효과의 결과다. 간단히 말해 태양 빛이 금성의 두꺼운 대기와 구름을 뚫고 들어와 지표면과 지표 근처의 대기를 데운다. 데워진 지표면과 대기는 적외선의 형태로 열을 방출한다. 지구의 경우, 밤에 적외선이 우주로 빠져나가면서 행성의 온도를 낮춘다. 하지만 금성에서는 이산화탄소 대기가 적외선이 빠져나가는 걸 막으며 기온은 걷잡을 수 없이 높아진다. 나사나 다른 인터넷에서 볼 수 있는 금성의 표면 사진 대부분은 일반 사진이 아니라 나사의 마젤란호에서 레이더로 촬영한 영상이다. 짙은 구름 때문에 지구의 망원경이나 금성을 공전하는 위성으로는 표면을 관측하기 힘들다. 구름은 고도 65킬로미터까지 떠 있는데 고도가 너무 낮아서 인공위성이 내려갈 수 없다. 소련에서 발사한 금성 착륙선이 보내온 몇 장의 사진에서 평평한 바위 지대와 약간의 흑으로 된 표면을 볼 수 있다. 지구에서 용암이 굳어 만들어진 현무암 지대와 유사하다. 하지만 금성의 두꺼운 구름이 햇빛을 부분적으로 차단하기 때문에 지표면은 오렌지 빛으로 보인다. 금성의 평야는 많은 열구들이 있는 화산 활동으로 생성된 저지대다. 금성의 대부분은 평야로 되어 있다. 이 지역은 태양계에서 가장 긴 열구로 알려진 볼티스밸리스가 있는데 길이는 6,800킬로미터에 이른다. 크레이터로 인해 생성된 산악지대와 고원 지형 역시 볼 수 있다. 금성에는 수성이나 달에 비해 크레이터가 별로 없다. 작은 크레이터는 아예 없으며 대형 크레이터도 많지 않은데 이는 크레이터가 생긴 이후에 금성의 표면이 용암에 잠기거나 화산 활동이 발생함에 따라 지형이 바뀌었기 때문이다. 용암의 흐름과 화산 활동이 크레이터의 흔적을 대부분 지워버린다. 초기에 생성된 크레이터들이 지워진 이후, 몇 번의 대형 충돌이 있었다. 금성의 두꺼운 대기가 충돌체를 파괴하거나 속도를 늦추기 때문에 작은 물체는 금성에 흔적을 남기지 못하며 금성에 남아 있는 크레이터들은 최소 지름 3킬로미터가 넘는다.