달!! > 행 성

달은 지구의 오직 하나뿐인 위성이다. 월면에는 크레이터가 많고 밝게 보이는 지역과, 크레이터가 적고 어둡게 보이는 지역이 있다. 어둡게 보이는 지역은 크레이터가 대규모의 용암류에 의해 메워져 생긴 것으로 '바다'로 불리고 있다. 용암의 두께는 수㎞로 추정되며, 그 표면은 매우 완만하다.

달의 표면에는 '크레이터(crater)'라 불리는 마마 자국처럼 보이는 지형이 무수히 많다. 그 크기는 지름이 1000㎞나 되는 거대한 것에서 10만분의 1㎜정도로 눈에 보이지 않는 미소한 것까지 다양하다. 이들 크레이터는 모두 운석의 충돌에 의해 생긴 것이다.

티코 크레이터는 그 주위에 대규모의 아름다운 빛줄기가 퍼져 있는 것으로 유명하다. 이것은 운석의 충돌로 흩어진 파편이 보이는 것이다.

연대가 오래 된 지역일수록 운석의 충돌에 장기간 노출되었으므로 크레이터수의 밀도가 높고, 반대로 새로 생긴 지역일수록 밀도가 낮고 표면이 부드럽다. 크레이터 수의 밀도를 통해 그 지역의 연대를 알 수 있는 실마리를 얻을 수 있다. 이 방법은 '크레이터 연대학'이라 불리고 있다.

월면의 앞쪽과 뒤쪽의 차이

지구의 바다는 지표의 70%를 차지하는 데 비해 달의 바다는 17%를 차지하는 데 지나지 않다. 월면에서 가장 큰 바다는 '폭풍의 대양'이다. 이것은 북위40°에서 남위 20°에까지 이르고 있다.

월면에서는 지구에서 볼 수 있는 것과 비슷한 산맥이나 지구(地溝), 단애 등의 지형도 볼 수 있다. 그러나 이들 지형은 지구의 지형과는 그 생성 과정이 달라, 크레이터의 형성이나 용암류와 관련되어 생긴 지형이라고 생각된다.

당의 자전주기는 달이 지구를 도는 공전 주기와 같은 27.32일이다. 그래서 달은 언제나 같은 면을 지구에 향하고 있다. 지구를 향해 있는 면을 달의 '앞쪽', 반대쪽을 '뒤쪽'이라고 한다. 앞쪽과 뒤쪽은 지표의 모습도 다르다.

앞쪽에는 어둡게 보이는 바다와 크레이터로 덮여 밝게 보이는 고지의 양쪽이 있다. 한편 뒤쪽에서는 바다를 거의 볼 수 없다. 그 원인은 아직 정확하게 밝혀져 있지 않다. 행성의 표면이 반구마다 다른 형태를 나타내는 것은 화성과 지구에서도 볼 수 있다. 이것은 행성이나 위성의 형성 과정과 관계가 있는 것으로 생각된다.

달에서 가져온 암석의 연대를 측정한 결과에 따르면 45억∼38억 년 전, 그 수와 크기가 모두 대규모인 운석의 충돌이 일어나 달 전체에 많은 크레이터가 형성되었다고 할 수 있다. 그리고38억∼32억 년 전에 큰 크레이터의 내부가 용암류에 의해 메워지고 바다가 생성되었다고 추측된다.

30억 년 전에 달을 용암류를 분출하는 활동을 이미 끝내고, 달 전체적으로 지금에 이르기까지 천천히 식어 가고 있다고 생각된다.

달에 코어가 있는가?

내부 구조를 살피는 가장 좋은 방법은 지진파를 사용하는 것이다. 그것은 지진파가 천체의 내무를 따라 전해져 가기 때문이다.

'아폴로 계획'에서 우주 비행사가 설치한 지진계에 의한 관측 결과, 달의 뒤쪽의 지각과 맨틀의 구조에 대하여 다음과 같은 것을 알게 되었다.

깊이 약 60㎞에서 지진파의 속도가 갑자기 변화한다. 이러한 속도의 변화는 지구의 지각과 맨틀의 경계면에서 관측되는 변화와 같은 정도이다. 이 깊이60㎞인 곳을 달의 앞쪽 지각과 맨틀의 경계면으로 생각할 수 있다. 달의 뒤쪽에서는 이러한 경계면이 좀더 깊은 곳에 있는 것 같다.

깊이 500㎞보다 깊은 곳이 어떠한 구조로 되어 있는지는 자세히 일 수 없다. 다양한 데이터를 종합해 보면 깊이 1200∼1500㎞까지 맨틀이 계속되고, 그 아래에는 금속 철을 주성분으로 하는 반지를 200∼500㎞ 정도의 코어가 있는 것 같다.

코어가 존재하는가의 여부를 가리는 일은 달의 기원을 살피는 데 중요한 문제이다. 앞으로의 탐사 결과에 기대를 걸고 있다.

달은 거대한 충돌로 태어났다?

지금까지 달의 기원에 대해서는 많은 가설이 나와 있는데, 이들은 다음 4가지로 정리된다.

①지구와 마찬가지로 지구 주변에서 만들어졌다는 '집적설(형제설)', ②원심력에 의해 지구에서 튀어나간 물질이 집적되어 생겼다는 '분열설(친자설)', ③태양계의 다른 곳에서 형성된 천체가 지구의 인력에 의해 우연히 붙잡혔다고 하는 '포획설(타인설)', ④지구 질량의 0.14배 정도로, 화성보다 약간 큰 천체가 초속5㎞ 정도의 속도로 지구와 충돌하여 흩어진 파편이 지구 주변에서 합체하여 달이 외었다는 '거대 충돌설'의 4가지 이다.

그러나 이들 가운데 달과 지구의 운동이나 물리적인 성질, 화학적인 조성 등을 모두 잘 설명할 수 있는 것이 없어서, 아직 달의 기원에 대한 정설로 인정된 것은 없다.

이제까지는 달에 관한 물리·화학적 데이터는 한정된 지역의 것밖에 없었다.앞으로의 달 탐사를 통해 내부의 열류량이나 지진파의 데이터가 달 전역에 거쳐서 자세히 조사된다면, 달의 기원에 좀더 접근할 수 있을 것이다.

1997년도에 실시도리 일본의 달 탐사에서는 '페니트레이터(penetrator)'라 불리는 창 모양의 장치를 월면의 세 지점에 박아 놓고, 열류량과 지진파를 관측할 계획이다.

이 방법이라면 계측 장치를 설치하기 위해 일부러 달에 착륙할 필요 없이 상공에서 낙하시켜 박기만 하면 된다. 달 전역에 걸쳐 관측 네트워크를 전개하는 일도 가능하다. 이러한 시도가 실행되는 일은 세계에서 처음 있는 일로서 주목을 받고 있다.