폭풍의 대양

1. 개요

폭풍의 대양(Oceanus Procellarum)은 달의 앞면에 위치한 광대한 현무암질 평원이다. 고대 화산 폭발로 형성되었으며, 약 10억 년 전에 현무암질 용암이 분출하여 덮였다. 폭풍의 대양은 명확한 충돌 분지 내에 위치할 수도, 그렇지 않을 수도 있으며, 로리스의 만, 구름의 바다, 습기의 바다, 점성의 만 등의 작은 만과 바다로 둘러싸여 있다. 북서쪽에는 아리스타르쿠스 방사구 분화구가, 동쪽에는 코페르니쿠스 방사구 분화구가 위치한다.

폭풍의 대양의 기원에 대해서는 달의 앞면에 발생한 고대 거대 충돌의 결과라는 가설과 달 형성 과정에서 불균일한 가열에 의해 형성되었다는 가설이 존재한다. 또한, 후기 화산 활동이 있었으며, 2020년 창어 5호의 시료 분석 결과 19억 6300만 년 전의 것으로 밝혀졌다. 여러 탐사선들이 폭풍의 대양에 착륙했으며, 아폴로 12호는 서베이어 3호 근처에 착륙했다.

2. 지형적 특징

폭풍의 대양은 다른 달의 바다와 달리 명확하게 정의된 하나의 충돌 분지 안에 위치하는지 불분명하다. 가장자리에는 북쪽의 로리스의 만, 남쪽의 구름의 바다, 습기의 바다, 점성의 만 등이 있다. 북동쪽은 카르파티아 산맥에 의해 임브리움의 바다와 분리된다.

폭풍의 대양의 기원에 대해서는 여러 가설이 존재한다.

* 거대 충돌 가설: 달 앞면에 발생한 고대 거대 충돌의 결과라는 가설이다. 이 충돌 분지의 크기는 3,000km가 넘어, 태양계에서 세 번째로 큰 크레이터 중 하나로 추정된다. 달의 역사 초기, 마그마 바다가 존재하거나 막 사라졌을 때 발생했을 가능성이 높으며, 충돌은 뒷면에 5~30km의 지각 물질을 쌓아 고지대를 형성했을 것으로 추정된다. 이 가설을 뒷받침하는 증거는 폭풍의 대양 주변에 불용성 원소(KREEP)와 칼슘이 적은 휘석이 집중되어 있다는 점이다.

* 공간적 불균일 가열 가설: 달 형성 과정에서 공간적으로 불균일한 가열에 의해 형성되었을 가능성을 제기하는 가설이다. 달의 중력 기울기를 매핑한 GRAIL 임무는 용암 평원 아래 지역을 둘러싸고 있는 열곡과 유사한 정사각형 형태를 발견했는데, 이는 이 분지가 충돌이 아닌 내부 과정에 의한 달 표면의 가열과 냉각에 의해 형성되었음을 시사한다.

* 위성 달 후기 부착 가설: 현재의 달 외에, 거대 충돌의 파편으로부터 또 다른 작은(직경 약 1,200km) 달이 형성되었다는 것을 전제로 한다. 수천만 년 후, 이 위성 달이 달과 충돌했고, 작은 충돌 속도로 인해 단순히 달의 한쪽에 쌓여 현재 뒷면 고지대를 형성했다는 가설이다.

2.1. 지질학적 구성

다른 모든 달의 바다와 마찬가지로, 폭풍의 대양도 고대 화산 폭발로 인해 형성되었으며, 현무암질 용암이 이 지역을 두껍고 거의 평평하게 굳은 마그마층으로 덮었다. 폭풍의 대양의 현무암은 10억 년 전으로 추정된다. 그러나 다른 달의 바다와 달리, 폭풍의 대양은 하나의 명확하게 정의된 충돌 분지 안에 있는지 불분명하다.

폭풍의 대양 가장자리에는 북쪽의 로리스의 만, 남쪽의 구름의 바다, 습기의 바다, 점성의 만 등 많은 작은 만과 바다가 있다. 북동쪽에서는 카르파티아 산맥에 의해 임브리움의 바다와 분리된다. 북서쪽 가장자리에는 지름 32km의 아리스타르쿠스 분화구가 있는데, 이는 달 앞면에서 가장 밝은 지형이다. 또한, 동쪽 가장자리에는 코페르니쿠스 분화구가 있으며, 밝은 방사 물질이 어두운 물질 위에 펼쳐져 있다.

3. 기원

폭풍의 대양과 달의 앞면과 뒷면의 비대칭성이 어떻게 생겨났는지에 대해서는 여러 가지 가설이 있다. 가장 가능성이 높은 가설 중 하나는 폭풍의 대양이 달의 앞면에 발생한 고대 거대 충돌의 결과라는 것이다. 이 충돌 분지의 크기는 3,000킬로미터가 넘는 것으로 추정되며, 이는 태양계에서 세 번째로 큰 크레이터 중 하나가 될 것이다.

이 충돌은 달의 역사 초기에, 마그마 바다가 여전히 존재하거나 막 사라졌을 때 발생했을 가능성이 높다. 이 충돌은 뒷면에 5~30km의 지각 물질을 쌓아 고지대를 형성했다. 만약 이것이 사실이라면, 충돌 분화구의 테두리, 중앙 봉우리 등과 같은 모든 충돌 관련 구조는 이후의 충돌과 화산 활동으로 소멸되었을 것이다. 이 가설을 뒷받침하는 증거 중 하나는 폭풍의 바다 주변에 불용성 원소(KREEP)와 칼슘이 적은 휘석이 집중되어 있다는 점이다.

프로셀라룸은 달 형성 과정에서 공간적으로 불균일한 가열에 의해 형성되었을 수도 있다. 달의 중력 기울기를 매핑한 GRAIL 임무는 용암 평원 아래 지역을 둘러싸고 있는 열곡과 유사한 정사각형 형태를 발견했는데, 이는 이 분지가 충돌(둥근 분화구를 남겼을 것임)이 아닌 내부 과정에 의한 달 표면의 가열과 냉각에 의해 형성되었음을 시사한다.

다른 가설로는 뒷면에 대한 위성 달의 후기 부착이 있다. 후자는 현재의 달 외에도, 거대 충돌의 파편으로부터 또 다른 작은(직경 약 1,200km) 달이 형성되었다는 것을 전제로 한다. 수천만 년 후, 이 위성 달이 달과 충돌했고, 작은 충돌 속도로 인해 단순히 달의 한쪽에 쌓여 현재 뒷면 고지대로 알려진 것을 형성했다는 것이다.

4. 후기 화산 활동

폭풍의 바다에서는 비교적 침식되지 않은 지형들이 존재한다는 점으로 미루어 보아, 비교적 최근(20억 년 미만)의 화산 활동이 있었을 것으로 추정되어 왔다. 2020년 창어 5호의 시료 반환 임무는 폭풍의 바다의 연대를 19억 6300만 년 ± 5700만 년으로 규명하였는데, 이는 이전에 반환된 어떤 달 시료보다 10억 년 이상 젊은 것이다. 후기 달 화산 활동은 놀라운 것으로 여겨지는데, 달은 지구보다 훨씬 작기 때문이다. 화산 활동에 필요한 내부 열은 30억 년 전에 이미 소실되었어야 하므로, 폭풍의 바다에서 발견된 것처럼 최근의 화산암은 추가적인 열원이 필요했을 것이다.

이전 연구에서는 폭풍의 바다에 칼륨, 토륨, 우라늄과 같은 열생성 원소가 고농도로 존재할 것이라고 제시했었다. 그러나 반환된 시료는 장기간의 가열을 제공하기에 충분할 만큼의 방사성 원소 농도가 훨씬 낮다는 것을 보여주었다.

5. 탐사

로봇 달 탐사선 루나 9호, 루나 13호, 서베이어 1호, 서베이어 3호가 폭풍의 대양에 착륙했다. 루나 9호는 1966년 갈릴레이 크레이터 남서쪽에 착륙했다. 루나 13호는 1966년 후반에 셀레우쿠스 크레이터 남동쪽에 착륙했다. 서베이어 1호는 1966년 플램스티드 크레이터(더 큰 플램스티드 P 내부) 북쪽에 착륙했고, 서베이어 3호는 1967년에 착륙했다. 중국의 탐사선 창어 5호는 2020년 12월 폭풍의 대양에 있는 륌커 산의 티엔촨 기지에 착륙하여 1.73kg의 달 암석 샘플을 수집했다.

아폴로 계획 동안 비행 운영 계획자들은 착륙 지점에서 최적의 조명 조건을 확보하는 것에 대해 우려했으며, 따라서 대체 목표 지점은 종점을 따라 점진적으로 서쪽으로 이동했다. 날씨 또는 장비 문제로 이틀간 지연이 있었다면 아폴로 11호는 고요의 바다 대신 중앙의 만(ALS3으로 지정)으로 향했을 것이며, 추가로 이틀 지연될 경우 폭풍의 대양에 있는 ALS5 지점을 목표로 했을 것이다.

1969년 11월 아폴로 12호 임무 동안, 우주비행사 (찰스) 피트 콘래드와 앨런 빈은 폭풍의 대양에서 서베이어 3호로부터 약 165m 떨어진 곳에 달 착륙선(LM) 인트레피드를 착륙시켰다. 그들의 착륙 지점은 스타티오 코그니툼(라틴어, "경험으로 알려짐")으로 알려지게 되었다.

6. 대중문화

그리스의 메탈 밴드 아스타르테의 2004년 앨범 사이렌스에는 달의 바다를 제목으로 한 노래가 있다.