달의 형성

죽은 달

달은 지구와 모든 면에서 전혀 다르다. 달은 너무 작아서 대기를 유지하지 못하며 액체 상태의 물도 전혀 가질 수 없다. 달 표면의 약 84퍼센트는 매우 많은 수의 운석구들이 존재하는 고대의 고지대이다. 이곳에서 발견되는 오래된 암석들은 주로 사장석이라 불리는 칼슘 산소 알루미늄의 화합물이며 43억 년의 나이를 갖고 이다. 이 운석구들은 달의 이 영역이 그때 이후 거의 변하지 않았음을 말해 준다. 표면의 나머지 16퍼센트는 비교적 평탄하고 검은 바다가 차지하고 있다. 달의 밝은 고지대와 어두운 바다의 조합이 달 표면에 토끼나 사람의 모습을 그려 주는 것이다. 달의 바다는 사실 굳어진 용암의 바다로 유체 마그마가 지각 틈새를 통해 표면으로 흘러나와 넓게 퍼진 지역이다. 따라서 달의 바다는 수성의 저지대 평원과 유사하며 수성에서처럼 대체로 충돌 분지라는 대형 운석구와 관련되어 있다. 달의 바다에 충돌 운석구가 비교적 적은 걸 보면 바다가 고지대보다 더 젊은 것을 알 수 있지만, 지질학적으로는 여전히 매우 오래되었다. 우리의 달은 지구형 행성들 사이에서 매우 독특하다. 다른 암석 행성 가운데 수성과 금성에는 위성이 없으며, 화성의 위성은 지름이 수 킬로미터에 지나지 않는 아주 작은 돌멩이들이다. 지구가 왜 이렇게 큰 달을 가지고 있을까? 그 해답은 태양계의 다른 곳, 즉 수성을 살펴봄으로써 찾을 수 있다.

 

달 데이터

질량: 7.163 × 10kg, 지구 질량의 0.012배
지름: 3,477km, 지구 지름의 0.27 배
표면 중력: 0.17g
평균 표면 온도: - 420
자전 주기: 27,32일
궤도 주기: 27.32 일
지구 적도에 대한 궤도 경사: 18.3~28,69
궤도 이심률: 0.05
지구로부터의 거리: 356 410~406,697km

 

달의 형성

우리는 수성이 완전한 크기로 되어가는 시점에서 거대한 원시 행성과 충돌했다면 수성의 높은 밀도가 설명될 수도 있다는 사실을 알았다. 1970년대 초에 천문학자들은 지구의 커다란 달의 기원을 설명하기 위해 유사한 제안을 했다. 천문학자들은 이것을 대형 충돌 가설이라고 부른다. 이 시나리오가 완전히 사실이라는 것은 아니다. 그러나 이 가설은 지구-달 계와 일반적인 천체들의 많은 특성을 설명한다.

 

이 이론은 지구가 유착을 통한 성장을 끝내고 지각이 냉각하기 시작한 직후인 45억 년 전쯤, 대단히 파괴적인 타격을 받았다고 말한다. 적어도 화성 정도이거나 그보다 세 배까지나 더 무거운 방랑자 원시 행성 하나가 원시 지구로 돌진하여 약간 비껴난 대충돌을 일으킨 것이다. 이 충돌이 지구의 지각과 맨틀의 대부분을 녹였고 우리와 충돌한 행성체를 거의 완전히 용해시켰다. 수성에서 벌어진 유사한 사건의 경우, 충돌로 생긴 부스러기 대부분이 결국 태양 쪽으로 떨어졌다. 그리고 결국 오늘날의 수성인 철이 풍부한 행성을 남겼다. 하지만 지구는 수성보다 더 무겁다. 그래서 부서진 잔재들 대부분이 지구 중력에 잡히게 되었다. 이 물질의 일부, 어쩌면 대부분은 결국 다시 지구로 떨어졌다. 그러나 더 큰 조각들은 충분히 오랜 시간 동안 궤도에 머물면서 독자적인 유착과정을 통해 점점 더 큰 덩어리가 되었다.

 

이것은 일찍이 행성들이 만들어진 방법과 똑같았다. 이 덩어리가 결국 달이 된 것이다. 처음에는 지구와 달이 지구 반지름의 10배 정도밖에 떨어지지 않은 매우 가까운 거리에 있었다. 그러나 시간이 지나면서 서서히 서로 멀어지고 있다. 오늘날 지구와 달은 384,400킬로미터 떨어져 있다. 이것은 매년 3센티미터씩 증가한 거리로 우리의 손톱이 자라는 속도와 거의 비슷하다. 이런 일이 정말로 일어났다면, 많은 면에서 거대 충돌은 지구와 달의 진정한 기원을 분명하게 밝혀 준다. 만약 그 충돌이 없었다면 오늘날의 지구는 실제보다 약간 더 작았을 것이고 위성도 없었을 것이다. 탄생 이후, 지구와 달은 근본적으로 서로 다른 진화 경로를 따르게 된다.