메탄과 에탄으로 가득 찬 바다와 호수가 있는 토성의 타이탄. 이곳 바다와 호수에서 해안선을 침식해 지형을 바꿀 정도로 강한 파도가 치는 것으로 보인다는 연구 결과가 나왔다.
미국 매사추세츠공대(MIT) J.테일러 페론 교수팀은 20일 과학 저널 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에서 미 항공우주국(NASA) 토성 탐사선 카시니호가 촬영한 타이탄 표면 사진과 시뮬레이션을 통해 바다·호수 형성 과정을 연구, 현재의 해안선이 파도에 의해 형성됐을 가능성이 크다는 결론을 얻었다고 밝혔다.
타이탄에는 현재 태양계에서 유일하게 액체 메탄과 에탄 등 탄화수소가 가득 차 있는 강, 호수, 바다가 있고 일부는 미국 오대호만큼 넓은 것으로 알려져 있다.
바다와 호수 존재는 2007년 카시니호 탐사에서 확인됐지만 이런 지형이 어떻게 형성됐는지, 파도 활동이 있는지 등은 밝혀지지 않았다.
연구팀은 타이탄 바다의 해안선에는 현지 기후와 지질학적 역사가 기록돼 있을 수 있다며 타이탄 바다에는 강 계곡 같은 침식 지형이 있어 해안선이 침식 작용이 있을 가능성이 있지만 그 메커니즘은 불분명하다고 말했다.
또 탐사선 관측과 이론적 모델도 파도가 해안 침식을 일으키고 있을 가능성을 시사하지만, 파도에 대한 관측 증거는 간접적이며 파도가 해안선 형성에 미치는 영향도 밝혀지지 않았다고 덧붙였다.
연구팀은 타이탄에 파도가 있는지 알아보기 위해 지구에서 호수가 침식되는 방식을 모델링한 다음 이를 타이탄 바다에 적용하고, 어떤 침식 작용이 현재의 해안선을 만들어낼 수 있는지 탐색했다.
먼저 타이탄 바다에 해안 침식이 없는 경우와 파도에 의한 침식이 있는 경우, 액체의 용해작용에 의한 '균일 침식'이 있는 경우 등 세 가지 시나리오를 가정하고 각각의 경우에 만들어지는 해안선 형태를 시뮬레이션했다.
그 결과 세 가지 시나리오에 따라 만들어지는 해안선 모양이 매우 다른 것으로 나타났다. 용해작용에 의한 균일 침식에서는 해안선이 사방으로 고르게 넓어진 반면 파도 침식에서는 먼 거리의 해안선이 매끄러워지고 좁고 거친 침수 계곡이 생겼다.
이어 이 모델링을 타이탄에서 지도가 가장 자세히 그려진 크라켄해와 리게이아해, 풍가해, 온타리오 라쿠스해 등 4곳에 적용해 어떤 침식이 해안선 모양을 가장 잘 설명하는지 조사했다.
그 결과 4개 바다 모두 파도에 의한 침식 모델을 적용할 때 카시니호에 포착된 것과 가장 유사한 해안선이 만들어지는 것으로 나타났다.
페론 교수는 타이탄의 바다에 파도가 있다는 것을 확인하려면 직접 관측해야 한다며 "이 결과가 확정적인 것은 아니라면서도 타이탄 바다의 해안선이 침식됐다면 파도가 주범일 가능성이 가장 크다"고 말했다.
이어 "우리가 타이탄의 바다 해변에 서 있다면 폭풍이 몰아칠 때 액체 메탄과 에탄 파도가 해안을 덮치고 해안을 구성하는 물질들이 침식되는 것을 볼 수 있을 것"이라고 덧붙였다.
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