여러 가지 이유로 금성은 때때로“지구의 쌍둥이”(또는 당신이 묻는 사람에 따라“자매 행성”)로 불립니다. 지구와 마찬가지로 규소 광물과 철-니켈 코어와 규산염 맨틀과 지각으로 구별되는 금속으로 구성된 자연계의 지상파 (즉, 암석)입니다. 그러나 각각의 대기와 자기장에 관해서는 두 행성이 더 다를 수 없습니다.
한동안 천문학 자들은 왜 지구가 두꺼운 대기를 유지할 수있는 자기장을 가지고 있고 금성은 그렇지 않은지에 대한 답을 얻기 위해 고군분투했다. 국제 과학자 팀이 수행 한 새로운 연구에 따르면, 과거에 발생한 큰 영향과 관련이있을 수 있습니다. 금성은 그러한 영향을받은 적이 없었기 때문에 자기장을 생성하는 데 필요한 발전기를 개발하지 못했습니다.
“지구와 금성의 핵심 형성, 층화 및 혼합”이라는 제목의 연구는 최근 과학 저널에 게재되었습니다. 지구와 과학 행성 편지. 이 연구는 노스 웨스턴 대학교의 Seth A. Jacobson이 이끄는 것으로 천문대 de la Côte d' Azur, 바이로이트 대학교, 도쿄 공과 대학, 워싱턴 카네기 연구소의 회원들을 포함했습니다.
연구를 위해 Jacobson과 그의 동료들은 지상 행성이 처음에 어떻게 형성되는지 고려하기 시작했습니다. 가장 널리 수용되는 행성 형성 모델에 따르면, 지구 행성은 단일 단계로 형성되지 않고, 행성계와 행성 배아와의 충돌로 특징 지어지는 일련의 축적 사건으로부터 발생합니다.
고압 미네랄 물리학과 궤도 역학에 관한 최근의 연구는 또한 행성의 핵이 층화 될 때 성층 구조를 개발한다는 것을 보여 주었다. 그 이유는 공정 중에 액체 금속에 더 많은 양의 가벼운 원소가 포함되어 온도와 압력이 증가함에 따라 지구의 핵심을 형성하기 위해 가라 앉는 것과 관련이 있습니다.
이러한 성층화 된 코어는 대류를 수행 할 수 없으며 지구의 자기장을 허용하는 것으로 생각됩니다. 또한 이러한 모델은 지구의 핵심이 철과 니켈로 구성되어 있으며 무게의 약 10 %가 실리콘, 산소, 황 등과 같은 가벼운 요소로 구성되어 있음을 나타내는 지진 학적 연구와 호환되지 않습니다. 외핵은 비슷하게 균질하며 거의 동일한 요소로 구성됩니다.
Jacobson 박사가 이메일을 통해 Space Magazine에 설명했듯이 :
“지구 행성은 일련의 우발적 인 (충격) 사건에서 자랐기 때문에 핵심도 다단계 방식으로 성장했습니다. 다단계 코어 형성은 가벼운 요소가 이후 코어 추가에 점점 더 통합되기 때문에 코어에서 계층 적으로 안정된 계층화 된 밀도 구조를 생성합니다. 압력과 온도가 높을 때 코어 형성 중에 O, Si 및 S와 같은 가벼운 원소가 코어 형성 액체로 점점 더 많이 분배되므로 나중에 코어 형성 이벤트는 지구가 더 크고 압력과 온도가 높기 때문에 이러한 요소를 코어에 더 많이 포함시킵니다 .
“이것은 안정적인 지층을 형성하여 오래 지속되는 지오 나모와 행성 자기장을 방지합니다. 이것이 금성의 가설입니다. 지구의 경우 우리는 달을 형성하는 충격이 지구의 핵심을 기계적으로 혼합하고 오늘날의 행성 자기장을 생성 할 수있는 지오 나모가 오래 지속될 정도로 강력하다고 생각합니다.”
이 혼란 상태에 추가하기 위해 지구 자기장이 최소 42 억 년 (형성된 후 약 3 억 3 천 4 백만 년) 동안 존재했음을 나타내는 고 자기 연구가 수행되었습니다. 따라서 현재의 대류 상태를 설명 할 수있는 것과 그것이 어떻게 발생했는지에 대한 의문이 자연스럽게 발생합니다. 연구를 위해 Jacobson과 그의 팀은 큰 영향이이를 설명 할 수있는 가능성을 고려했습니다. Jacobson이 지적했듯이 :
“에너지 충돌은 기계적으로 코어를 혼합하여 안정적인 층화를 파괴 할 수 있습니다. 안정적인 성층화는 대류를 방지하는 대류를 방지합니다. 층화를 제거하면 발전기가 작동하게됩니다.”
기본적으로이 충격의 에너지는 핵심을 흔들어 오랫동안 단일 지오 나모가 작동 할 수있는 단일 균질 영역을 만들었을 것입니다. 지구 자기장의 시대를 감안할 때, 이것은 화성 크기의 물체가 45 억 년 전에 지구와 충돌하여 지구 달 시스템을 형성 한 것으로 여겨지는 Theia 충격 이론과 일치합니다.
이러한 영향으로 인해 지구의 핵심이 층화되어 균질하게 될 수 있었으며, 향후 3 억 년 동안 압력과 온도 조건으로 인해 견고한 내부 코어와 액체 외부 코어가 구별 될 수있었습니다. 외부 코어의 회전 덕분에 결과는 분위기가 형성되는 동안 보호하는 다이나모 효과였습니다.
이 이론의 씨앗은 작년 텍사스 주 우드랜드에서 열린 제 47 차 음력 및 행성 과학 회의에서 발표되었습니다. “Giant Impacts에 의한 행성 핵의 동적 혼합”이라는 제목의 발표 동안,이 최신 연구의 공동 저자 중 한 명인 Caltech의 Miki Nakajima 박사와 워싱턴 카네기 연구소의 David J. Stevenson이 있습니다. 당시 그들은 지구의 핵심 층화가 달을 형성 한 것과 같은 영향으로 재설정되었을 수 있다고 지적했다.
나카지마와 스티븐슨의 연구는 가장 폭력적인 영향이 어떻게 늦게 행성의 핵심을 저술 할 수 있는지 보여 주었다. 이를 바탕으로 Jacobson과 다른 공동 저자는 지구와 금성이 원반에 대한 고체와 가스 원반에서 어떻게 발생하는지에 대한 모델을 적용했습니다. 그들은 또한 각 accretion 이벤트를 통해 각 행성의 맨틀과 코어의 화학에 기초하여 지구와 금성이 어떻게 성장했는지 계산했습니다.
지구의 진화와 생명의 출현과 관련하여이 연구의 중요성을 과소 평가할 수 없다. 지구의 자기권이 늦은 에너지 영향의 결과라면, 그러한 영향은 지구가 거주 가능하거나 너무 춥고 건조하거나 (화성과 같은) 너무 뜨겁고 지옥 같은 (비너스와) 차이가 될 수 있습니다. Jacobson이 결론을 내린 것처럼 :
“행성 자기장은 유해한 우주 방사선으로부터 행성과 행성의 생명을 보호합니다. 행성 자기장에 늦고 폭력적이며 거대한 충격이 필요한 경우 그러한 충격이 생명에 필요할 수 있습니다.”
우리의 태양계를 넘어서서,이 논문은 태양계 외계 행성에 대한 연구에도 영향을 미칩니다. 여기서도 행성의 거주 가능 여부와 차이는 시스템 초기 역사의 일부인 높은 에너지 영향으로 귀결 될 수 있습니다. 미래에, 태양계 외계 행성을 연구하고 거주 성의 징후를 찾을 때, 과학자들은“충분히 타격을 받았습니까?”라는 간단한 질문을 할 수밖에 없습니다.
