안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 화성은 왜 화성대기도 붉은색을 띄는건가요
화성은 표면에 산화철이 풍부하게 포함된것으로 알려져 있습니다. 이 산화철이 화성의 강한 바람과 먼지 폭풍에 의해 작은 입자로 부서지게 되면서 대기중에 떠다니게 되었고 대기중의 작은 먼지 입자들이 붉은색을 반사하며 화성의 하늘과 대기가 붉게 보이는 현상을 가지게 된것이지요. 지구의 하늘이 파란색으로 보이는것은 레일리 산란땜누인데 화성의 대기는 미산란이라는것이 일어나 미세한 먼지 입자가 특저한 색인 붉은색을 더 많이 반사하게 합니다. 태양빛이 화성의 대기층을 통과하면서 파란색 빛은 흡수되거나 산란되고 붉은색 빛이 더 많이 퍼지게 된것이지요!화성은 지구보다 훨씬 더 거대한 먼지 폭풍이 자주 발생하고 먼지 폭풍이 몇달동안 지속되기도 하여 화성 전체를 뒤덮기도 하죠. 이때 먼지 농도가 대기중에 높아지게 되며 붉은색이 더 짙어지는 현상이 나타나게 되는것입니다! 화성의 대기는 95%가 이산화탄소로서 무색투명한 기체이지만 주변의 산화철때문에 이런 현상이 나타나게 되는 것입니다!
Q. 화성은 언제부터 물이나 대기가 많았을까요
지금은 대기가 매우 희박하고 물도 극지방의 얼음이나 지하에 갇혀있다고 추정하지만 과거에는 강, 호수, 바다 등의 물과 대기가 지구와 비슷하게 풍부했을것으로 예상하고 있습니다~ 태양계 형성 초기 화성도 지구와 비슷하게 만들어졌고 원시 화성에서 마그마 바다가 생성되고 행성 내부의 화산 활동이 활발하게 되면서 화산가수를 방출하면서 대기가 형서된것으로 보고 있지요. 이 시기에 대기가 두껍고 온도가 높아 물이 액체 상태로 존재하기 어려웠을것으로 보입니다. 이 이후 초창기 온난습윤시기(41억!37억년전)를 거치면서 화성에 강한 화산 활동과 충돌로 인해 대기와 물이 많았떤 시기로 두꺼운 대기와 온실효과 덕분에 기온이 높아 액체 상태의 물이 존재할수 있게 되고 강의 흔적, 삼각주, 호수 퇴적층, 지층 구조등이 이시기를 기점으로 발견된다고 하지요! 이 이후 점진적인 건조화 시대를 거치며(37~30억년) 화산활동이 감소하면서 대기가 점차 희박해지고 화산폭발, 운석충돌, 태양풍의 영향등으로 대기가 급격하게 감소하였고 이산화탄소가 사라지면서 온실 효과가 약해졌고 온도가 떨어져 물이 점점 얼거나 사라지기 시작하게 됩니다! 현재와 같은 환경은 30억년 전 정도에 만들어진것으로 보고 있으며 대기의 대부분이 태양풍에 의해 벗겨지고 화산 활동이 멈추면서 더 이상 두꺼운 대기가 유지되지 않게 되고 기온이 급격히 떨어지면서 액체 상태의 ㅜㄹ이 거의 존재하지 않게 되고 극지방과 지하에 얼음 형태로 남게 된것으로 보고 있습니다!
Q. 우주에서는 어떤 화학적 변화들이 있나요
성간공간(별과 별 사이의 공간)에서는 분자구름이 있으며 이곳에서 다양한 분자 합성 반응이 일어나게 됩니다. 수소, 물, 일산화탄소, 메탄, 암모니아, 포름알데히드 같은 유기 분자들이 생성되며 방사선이 이러한 분자에 에너지를 공급하여 광화학 반응을 일으키게 합니다. 태양과 같은 별의 내부에선 핵융합 반응이 일어나며 새로운 원소들이 생성되고 수소가 융합하며 헬륨이 되고 더 무거운 별에서 헬륨이 탐소, 산소, 철 등을 일으키게 하지요. 초신성이 폭발하면 더 무거운 원소까지 생성되기도 합니다! 우주에서 강한 자외선,X선,감마선,우주선 등이 존재하기에 이러한 고에너지 방사선이 분자와 원자에 영향을 주어 전리, 광분해, 재결합 등을 하게 합니다! 이외에도 우넛ㄱ이나 소행성에서 다양한 유기분자와 금속들이 태양풍이나 방사선과 만나면서 우주풍화도 일어나게 되고 블랙 홀주변의 강착원반에서 강한 중력과 초고온의 환경으로 극단적인 이온화 과정도 일어나기도 한답니다!
Q. 구름의 종류가 여러가지인데 무엇때문에 종류가 달라지나요?
구름의 종류는 형성되는 높이, 기온, 공기의 움직임에 따라 달라지게 됩니다. 구름이 형성되는 높이는 크게 상층, 중층, 하층으로 나뉘며 이에 따라 상층(권운,권적운,권층운), 중층(고적운,고층운), 하층(층적운,층운,적운)으로 나뉘게 됩니다! 공기의 상승운동에 따라 천천히 오르고 얇고 퍼지는 층운형구름이, 빠르게 솟으면 적운형구름이 생겨나게 되며 수분의 양에 따라 수분이 많으면 두껍고 진한 구름이, 수분이 적으면 얇고 옅은 구름이 생겨나게 됩니다!
Q. 달이 모양이 다르게 보이는 이유가 무엇인가요?
달은 지속적으로 지구를 중심으로 공전을 하고 있기 때문입니다! 이를 달의 위상변화라고 하지요! 달은 초승달 반달 보름달 하현달 그믐달 삭의 위치로 지속적으로 변하게 됩니다. 이는 달이 스스로 빛을 내지 않고 태양빛을 반사하여 공전하기 때문에 태양과의 상대적 위치가 달라지기 때문에 나타나게 되며 이는 29.5일을 주기로 지속적으로 움직이게 된답니다!