화성의 대기가 없는 이유는 무엇인가요?
옛날에는 화성에 물도 흘렀고, 대기도 존재했었다고 하는데요.
지금은 아시다시피 화성에 대기가 사라졌는데 무슨 이유로 화성에 대기가 사라진 걸까요?
안녕하세요. 김칠영 박사입니다.
화성의 대기는 지구의 1기압에 비해 0.006기압 정도로 매우 적다고 합니다. 대기를 잡아두려면 가장 중요한것은 화성의 중력인데, 화성의 질량이 작고 중력이 작기 때문에 대기를 유지하기가 어렵다고 합니다
1명 평가안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
화성은 지구에 비해 훨씬 작은 행성입니다. 화성의 질량이 작기 때문에, 화성의 중력도 지구보다 약합니다. 대기를 유지하려면 행성의 중력이 충분히 강해야 하는데, 화성의 중력은 매우 약해서 대기의 가스를 안정적으로 잡아둘 수 없습니다. 특히, 가벼운 기체인 수소, 헬륨, 산소 같은 기체들이 화성의 중력을 벗어나 우주로 탈출하기 쉬웠습니다. 지구는 강력한 자기장을 가지고 있는데, 이는 태양에서 방출되는 고에너지 입자들(태양풍)로부터 대기를 보호하는 역할을 합니다. 그러나 화성은 강력한 자기장이 없습니다. 초기에는 화성에도 지구와 비슷한 자기장이 있었을 가능성이 있지만, 시간이 지나면서 화성의 핵이 식으면서 자기장이 사라진 것으로 추정됩니다. 자기장이 없으면 태양풍이 대기 입자를 직접적으로 때리게 되고, 그 결과 대기가 우주 공간으로 날아가게 됩니다. 실제로 NASA의 MAVEN 탐사선은 태양풍이 화성의 대기를 벗겨내는 과정을 관찰했습니다. 이 과정은 수십억 년에 걸쳐 화성의 대기를 서서히 제거해버린 것으로 보입니다. 화성의 평균 온도는 매우 낮아서 대기가 응축되거나 얼어붙기 쉬운 환경입니다. 특히, 이산화탄소 같은 기체는 추운 화성 표면에 얼어붙어 고체 상태로 변합니다. 이렇게 되면 대기의 압력이 더욱 낮아지게 됩니다. 낮은 온도와 대기의 얇음은 서로를 강화시키는 요인입니다. 대기가 얇으면 온도 조절이 어렵고, 온도가 낮으면 대기 유지가 더욱 어려워지는 악순환이 발생합니다. 과거에는 화성에서 활발한 화산 활동이 있었던 것으로 보이며, 이 화산 활동은 대기의 주요 성분인 이산화탄소를 공급하는 역할을 했습니다. 그러나 화산 활동이 멈추면서 대기를 보충할 수 있는 중요한 공급원이 사라졌습니다. 결과적으로, 새로운 대기를 공급받지 못한 화성의 대기는 점점 더 얇아졌습니다. 앞서 언급한 바와 같이, 화성에는 자기장이 없기 때문에 태양풍이 대기를 지속적으로 벗겨냈습니다. 태양풍은 특히 태양 활동이 활발할 때 대기를 더 빠르게 제거하는데, 화성의 경우 자기장이라는 보호막이 없었기 때문에 대기 입자들이 쉽게 우주로 날아갔습니다. 이러한 과정은 수십억 년 동안 지속되면서 현재처럼 희박한 대기를 남기게 되었습니다.
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