달의 표면 구조와 지질학적 특징

지구의 위성, 달

 

달과 지구

 달은 지구에서 가장 가까이 있는 행성으로 지구의 주위를 따라 함께 또는 위성으로 분류됩니다. 다른 태양계의 위성들과 마찬가지로 행성의 영향을 받아 같은 면을 마주 보며 돌고 있는데 지구에서 바라보는 달의 방향은 항상 한쪽 면으로 향해 있습니다. 거리상으로 가깝기 때문에 가장 많은 관측과 탐사가 이루어져 달에 대한 많은 정보가 누적되어 있습니다. 달이 지구에 많은 영향을 끼치는 것으로 확인되었는데 우선 기후에 영향을 주고 있으며 계절의 변화를 조절하는 역할도 하게 됩니다. 달의 인력으로 인해 바다의 움직임에도 변화가 생기는데 파도가 치고 그에 따라 해안선의 모양이 달라지기도 합니다. 또한 지구 중심의 공전 궤도를 갖고 있으면서 자전하는 속도를 조절하는데 지금도 달은 지구로부터 조금씩 멀어져 가는 중입니다. 달과 지구의 거리가 멀어진다는 것은 달의 공전 궤도가 점차 길어지는 것으로 이는 달과 지구의 공전 궤도를 유지하기 위해 작용하는 조리력에 의한 것입니다. 긴 시간이 지난 이후에는 달과 지구의 거리가 멀어지는 만큼 지구에 그 영향의 결과가 나타날 것으로 예상하지만 그 기간은 상당히 먼 미래의 것으로 예측됩니다. 

달의 탄생

 달이 어떤 과정을 거쳐 현재의 위치에서 지구 주변에 머무르는 위성이 되었는지에 대해서는 명확하게 밝혀진 바가 없습니다.다만 몇 가지의 가설이 존재하는데 지구의 주변을 지나던 행성이었던 달이 지구 중력의 영향을 받아 포획되었다고 보는 설과 지구 생성 초기에 대형 천체가 지구와 충돌하고 거기서 우주로 떨어져 나간 천체의 일부분이 모여 달이 되었다는 설입니다. 물론 달과 지구의 화학적 구성의 특징이 유사하기 때문에 가장 유력한 가설이기는 합니다. 이 외에도 지구로부터 분리되어 위성으로 자리 잡았다는 다른 가설과 지구와 달이 거의 비슷한 과정을 거쳐 쌍둥이 형제처럼 생성되었다고 보는 가설도 있습니다만 두 행성의 여러 특질에 대해 비교해 보면 설득력이 부족해 보입니다.

 

달의 위상 변화

달의 지형과 지질학적 특징

 달의 표면은 산과 평야, 고지, 바다, 산맥 등 다양한 지형으로 구성되어 있습니다. 가장 큰 지형적 특징은 소행성의 충돌로 인해 그 흔적이 남아있는데 이를 크레이터라고 합니다. 지구에서 보이는 부분보다는 뒷면에 더 많은 크레이터들이 존재하는 것으로 확인이 되었으며 소행성의 충돌 뿐만이 아니라 달의 화산 폭발이 원인인 것으로 보입니다. 달에서 흔하게 볼 수 있는 지형으로 달의 역사와 생성 과정 이후의 충돌에 대해 연구할 때에 중요한 지표가 될 수 있습니다. 산과 산맥은 지구의 산과 산맥처럼 생성되는 과정을 거쳤을 것으로 추측하고 있습니다. 달의 바다는 지구의 바다와는 다른데 현무암과 용암지대의 분지 형태입니다. 갈릴레오 갈릴레이가 달을 관측하면서 어둡게 보이는 이 지형을 바다로 착각하여 이름을 붙인 것에서 그 지형의 명칭이 유래되었다고 합니다. 사실 이 달의 바다가 평야 혹은 평지에 해당하는 지형이라고 보는 게 맞습니다. 이러한 어두운 바다처럼 보이는 평지 지형 역시 지구에서 보이는 면보다 반대 면에서 더 넓게 발견됩니다.

 

달의 대기 

 달의 대기는 매우 희박하며 헬륨, 네온, 수소 등으로 구성되어 있습니다. 또한 밀도가 낮아 거의 진공 상태와 비슷하다고 보여지며 외부로 손실되는 요소들이 많고 태양풍의 영향으로 대기 구성을 유지하기가 어려운 환경입니다. 대기 중에 존재하는 헬륨, 칼륨, 나트륨 등은 지구에서는 희귀 자원으로 분류되며 그중 헬륨은 핵융합에 필수적인 원소에 해당하며 이러한 희귀 원소들은 달 탐사의 주요 목적 중 하나입니다. 태양풍의 영향으로 대기의 유실이 발생하지만 헬륨, 네온, 수소 등은 태양에서 발생해 달의 표면에서 대기를 구성하게 되어 존재합니다. 이러한 달의 대기 특성과 특질은 우주 물리학을 이해하고 발전시키는 데에 기여하며 실질적으로 달 탐사가 시행되는 것에도 중요한 역할을 하고 있습니다. 

 

달 탐사

 앞서 밝혔듯이 달은 인류가 직접 탐사한 지구에서 가장 가까이에 위치한 행성입니다. 인류의 과학 기술 발전과 더불어 많은 국가들의 달 탐사가 경쟁적으로 이뤄졌으며 이는 주로 미국과 구소련간의 경쟁이었습니다. 군비 경쟁에 이어 어느 국가가 우선적으로 우주로의 진출을 달성하는지에 대해 치열하게 연구하고 탐사하면서 이후에는 다양한 국가들과 민간단체 및 기업들의 참여로 발전했습니다. 가장 먼저 달 탐사에 인공위성 스푸트니크 1호가 궤도 비행에 성공했으며 그 이듬해에는 미국의 파이어니어 1호가 도전했으나 실패, 이후의 달 탐사 우주선들도 연이어 실패하게 됩니다. 최근에는 여러 국가에서 달에 기지를 건설하는 프로젝트에 관심을 가지고 있으며 민간 스타트업 기업들도 우주 탐사에 참여하고 있는 것으로 알려져 있습니다. 가장 최근에 달을 탐사했던 두 국가로는 인도와 러시아가 있으며 이 중 인도의 탐사팀은 달에서 물을 발견하기도 했습니다. 유명한 달 탐사 프로젝트로는 루나, 아폴로, 아르테미스등이 있으며 이 프로젝트들을 진행하면서 각 국가들은 지질학적 조사를 거쳐 행성의 생성 과정에 대해 정보를 얻고 과학적인 검증을 통해 지식을 확장해 나가기도 합니다. 또한 희귀 자원을 찾아 부족한 에너지원을 대체하는 등의 경제적인 목적도 빼놓을 수 없습니다. 탐사가 이루어지는 과정에서 얻어지는 학술적, 경제적 이익뿐만이 아니라 프로젝트에 참여하는 여러 국가들의 협업으로 지식을 고양시키며 유대하고 인재를 육성시키고 발굴하는 효과도 누릴 수 있습니다.