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달의 내부구조

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목차

1. 개요

달의 내부 구조는 반경 약 350km 이하의 작은 핵을 가지고 있으며, 이는 달 지름의 약 20%를 차지한다. 핵은 금속 철 합금으로 구성되어 있으며, 소량의 황과 니켈을 포함하는 것으로 추정된다. 아폴로 지진 데이터 재분석 결과, 핵은 철이 풍부하며 고체 내부 핵과 부분적으로 녹은 외부 층으로 구성되어 있다. GRAIL 임무와 달 레이저 거리 측정 실험 데이터 분석을 통해 핵의 편평도와 핵-맨틀 경계의 반경이 밝혀졌다.

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2. 달 핵의 구조 및 구성

달의 핵은 반경이 약 350km 이하로, 달 전체 크기의 약 20%에 불과하다. 이는 다른 지구형 천체들의 핵이 약 50%를 차지하는 것과 비교하면 매우 작다.[5] 달의 시간 변화 회전에 대한 분석에 따르면 핵은 적어도 부분적으로 용융된 상태일 것으로 추정된다.[6] 달의 핵 형성은 달을 이루는 소행성체가 뭉쳐지기 시작한 후 100~1000년 사이에 일어났을 수 있다.[7]

2. 1. 구성 성분

달의 핵은 반경이 약 350km 이하로 작은데, 이는 달 자체 지름의 약 20%에 불과하다. 다른 대부분의 지구형 천체는 핵의 지름이 천체 지름의 약 50%를 차지하는 것과 대조적이다.[5] 달 핵의 구성은 명확하게 밝혀지지 않았지만, 대부분의 학자들은 소량의 황과 니켈을 포함한 금속 철 합금으로 구성되어 있다고 추정한다.[6]

2010년, 심부 월진에 대한 오래된 아폴로 지진 데이터를 현대적인 처리 방법으로 재분석한 결과, 달은 반경 330 ± 20 km인 철이 풍부한 핵을 가지고 있다는 것이 확인되었다. 같은 재분석을 통해 순수 철로 이루어진 고체 내부 핵의 반경이 240 ± 10 km라는 것이 밝혀졌다. 핵은 반경 480 ± 20 km (두께 ~150km)인 하부 맨틀의 부분적으로 (10~30%) 녹은 층으로 둘러싸여 있다. 액체 외부 핵의 밀도는 약 5g/cm3이며, 무게로 최대 6%의 황을 포함할 수 있다. 핵의 온도는 약 1600–1700K (1330–1430°C)일 것으로 추정된다.

2019년, 달 레이저 거리 측정 실험 데이터 재분석 결과, 핵의 편평도는 2.2 ± 0.6 x 10-4로 결정되며, 핵-맨틀 경계의 반경은 381 ± 12 km로 나타났다.[8]

2. 2. 내부 구조

달의 내부 구조 개략도


여러 증거에 따르면 달의 핵은 반경이 약 350km 이하로 작다.[5] 달의 핵 지름은 달 자체 지름의 약 20%에 불과하며, 이는 다른 대부분의 지구형 천체의 경우 약 50%인 것과 대조적이다. 달 핵의 구성은 잘 알려지지 않았지만, 대부분의 사람들은 소량의 황과 니켈을 포함한 금속 철 합금으로 구성되어 있다고 믿는다. 달의 시간 변화 회전에 대한 분석은 핵이 적어도 부분적으로 용융되어 있음을 나타낸다.[6] 거대 충돌 형성 시나리오 내에서, 달의 핵 형성은 달의 소행성체로부터의 강착 시작으로부터 처음 100~1000년 안에 발생했을 수 있다.[7]

2010년, 현대적인 처리 방법을 사용하여 심부 월진에 대한 오래된 아폴로 지진 데이터를 재분석한 결과, 달은 반경 인 철이 풍부한 핵을 가지고 있다는 것이 확인되었다. 동일한 재분석을 통해 순수 철로 이루어진 고체 내부 핵의 반경이 라는 것이 밝혀졌다. 핵은 반경 (두께 ~150km)인 하부 맨틀의 부분적으로 (10~30%) 녹은 층으로 둘러싸여 있다. 이 결과는 핵 부피의 40%가 고체화되었음을 의미한다. 액체 외부 핵의 밀도는 약 5g/cm3이며, 무게로 최대 6%의 황을 포함할 수 있다. 핵의 온도는 아마도 약 1600–1700K (1330–1430°C)일 것이다.

고대 열곡 – 직사각형 구조 (가시적 – 지형 – GRAIL 중력 구배) (2014년 10월 1일).


고대 열곡 – 맥락.


고대 열곡 – 클로즈업 (예술가의 개념).


2019년, GRAIL 임무의 달 중력장 데이터와 함께 거의 50년에 걸쳐 수집된 달 레이저 거리 측정 실험 데이터 재분석 결과, 비정수압 암권이 있는 완화된 달 유체 핵의 경우, 핵의 편평도가 로 결정되며, 핵-맨틀 경계의 반경은 로 나타났다.[8]

3. 달 핵 연구



달의 핵 형성은 지구와의 거대 충돌 형성 시나리오 내에서, 달의 소행성체로부터의 강착 시작으로부터 처음 100~1000년 안에 발생했을 수 있다.[7]

3. 1. 연구 방법

2010년, 현대적인 처리 방법을 사용하여 심부 월진에 대한 오래된 아폴로 지진 데이터를 재분석한 결과, 달은 반경이 330km인 철이 풍부한 핵을 가지고 있다는 것이 확인되었다. 같은 재분석을 통해 순수 철로 이루어진 고체 내부 핵의 반경이 240km라는 것이 밝혀졌다. 핵은 반경이 480km (두께 ~150km)인 하부 맨틀의 부분적으로 (10~30%) 녹은 층으로 둘러싸여 있다. 이 결과는 핵 부피의 40%가 고체화되었음을 의미한다. 액체 외부 핵의 밀도는 약 5g/cm3이며, 무게로 최대 6%의 황을 포함할 수 있다. 핵의 온도는 아마도 약 1600–1700K (1330–1430°C)일 것이다.

2019년, GRAIL 임무의 달 중력장 데이터와 함께 거의 50년에 걸쳐 수집된 달 레이저 거리 측정 실험 데이터 재분석 결과, 비정수압 암권이 있는 완화된 달 유체 핵의 경우, 핵의 편평도는 2.2±0.6 × 10^−4, 핵-맨틀 경계의 반경은 381 ± 12 km로 나타났다.[8]

3. 2. 연구 결과

여러 증거에 따르면 달의 핵은 반경이 약 350km 이하로 작다.[5] 달 핵의 지름은 달 자체 지름의 약 20%에 불과하며, 이는 다른 대부분의 지구형 천체의 경우 약 50%인 것과 대조적이다. 달 핵의 구성은 잘 제한되지 않지만, 대부분의 사람들은 소량의 황과 니켈을 포함한 금속 철 합금으로 구성되어 있다고 믿는다. 달의 시간 변화 회전에 대한 분석은 핵이 적어도 부분적으로 용융되어 있음을 나타낸다.[6]

2010년, 아폴로 지진 데이터를 재분석한 결과, 달은 반경이 인 철이 풍부한 핵을 가지고 있다는 것이 확인되었다. 같은 재분석을 통해 순수 철로 이루어진 고체 내부 핵의 반경이 라는 것이 밝혀졌다. 핵은 반경이 (두께 ~150km)인 하부 맨틀의 부분적으로 (10~30%) 녹은 층으로 둘러싸여 있다. 액체 외부 핵의 밀도는 약 5g/cm3이며, 무게로 최대 6%의 황을 포함할 수 있다. 핵의 온도는 아마도 약 1600–1700K (1330–1430°C)일 것이다.

2019년, GRAIL 임무의 달 중력장 데이터와 달 레이저 거리 측정 실험 데이터 재분석 결과, 비정수압 암권이 있는 완화된 달 유체 핵의 경우, 핵의 편평도가 로 결정되며, 핵-맨틀 경계의 반경은 로 나타났다.[8]

참조

[1] 논문 A long-lived magma ocean on a young Moon 2020-07-01
[2] 문서 Making it the second densest satellite in the Solar System after Io (moon)|Io
[3] 논문 Understanding the lunar surface and space-Moon interactions 2006
[4] 웹사이트 What Chandrayaan 3 has found on moon so far: Oxygen, sulphur, iron, silicon https://www.hindusta[...] 2023-08-30
[5] 논문 The constitution and structure of the lunar interior http://scripts.mit.e[...] 2006
[6] 논문 Lunar laser ranging science: Gravitational physics and lunar interior and geodesy 2006
[7] 논문 Thermal evolution of the early Moon 2018
[8] 논문 Observational Constraint on the Radius and Oblateness of the Lunar Core-Mantle Boundary 2019-07-09
[9] 논문 Understanding the lunar surface and space-Moon interactions 2006
[10] 논문 The constitution and structure of the lunar interior 2006
[11] 논문 Lunar laser ranging science: Gravitational physics and lunar interior and geodesy


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