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운석공 수 연대측정의 몰락
: 자가-이차성 크레이터들은 오래된 연대를 부정한다.
(Crater Count Dating: Self-Secondaries Reduce Age Estimates)
David F. Coppedge

    행성 표면의 나이를 추론하는 한 전통적 방법은 나쁜 가정(assumptions)들을 계속 사용해왔었다.

운석공 수 연대측정(crater-count dating)에서 ”이차성 운석공(secondary craters)” 문제는 이전에 보고했었다. 행성 과학자들은 오랫동안 행성 표면의 나이를 추정하기 위해 운석공(crater, 충돌분화구) 수를 사용해왔었다. 간단히 말해서, 운석공 수가 많을수록, 천체 표면은 더 오래되었다는 것이었다. 그러한 추정은 이차성 운석공이 발견되기 전까지 그럴듯해 보였다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.카시니(Cassini) 우주선이 촬영한 지구의 달, 1999 (NASA)

한 번의 커다란 충돌이 최대 100만 개의 파편들을 공중으로 분출시키고, 이것들이 다시 재낙하 되어 이차성 운석공들을 만든다는 것이 밝혀졌다. 이들 모든 운석공들은 모두 단 한 번의 충돌로 생겨날 수 있었다는 것이다. 어떤 큰 파편들은 다시 재낙하 되기 전에 수세기 동안 궤도를 돌면서, 위성들 사이를 운행할 수도 있었다. 이것은 운석공 연대측정 전체를 완전히 엉망진창으로 만들어버렸다. 이러한 깨달음은 운석공 수에 의한 행성 표면의 연대 추정치를 극적으로 줄어들게 했다. ”하나의 운석공 = 한 번의 충돌”이라는 가정은 사실이 아니었던 것이다.

행성 과학자들은 이들 운석공 수 연대측정의 정확성을 향상시키기 위해서, 이차성 운석공들을 확인하고, 그것들을 원래(1차성) 충돌과 구별하려고 시도했다. 그 프로젝트는 잘 진행되지 않았다. 다른 가정이 만들어지지 않는 한, 운석공들은 종종 구별할 수 없는 것처럼 보였다. 이제 Icarus(2018. 10. 19) 지에 게재된 플레치아와 로빈슨(Plescia and Robinson)의 한 새로운 논문은, 또 하나의 문제점인 ”자가-이차성(self-secondaries)”의 문제를 추가시키고 있었다. 이것은 단일 충돌에 인한 여러 현상들이 오랜 연대로 구별되는 것처럼 잘못 생각하게 만들 수 있었다는 것이다. 이것들은 사실 한 번의 충돌에 의한 영향이었던 것이다. 요약 글은 다음과 같이 설명하고 있었다 :

조르다노 브루노(Giordano Bruno) 크레이터는 달의 뒷면에 있는 코페르니쿠스 시대의 운석공이다. 그 바닥에 거의 없는 중첩 충돌크레이터들, 분출물 담요(ejecta blanket), 광범위한 밝은 광선(extensive bright rays)은 그 운석공의 나이가 매우 젊음을 가리킨다. 고해상도의 달탐사 궤도선(Lunar Reconnaissance Orbiter) 사진에 의하면, 작은 직경의 충돌 크레이터들의 빈도, 누적된 크기–빈도 분포의 특성, 그리고 그들의 지형학은 표면을 뒤덮고 있는 쇄설성 분출물과 충돌 용융물을 가로지르며 다양하게 나타나 있었다. 운석공 빈도(N(10)은 ≧10m/km^2로 정의)는 분출물 담요를 가로질러, 분출물과 녹은 퇴적물 사이에서 수십에서 수백 배로 다양함을 보여주고 있다. 분출물 담요 위에 있는 수많은 운석공들은 부스러기들과 충돌 용융물에 의해서 파괴되고 매몰되어있었다. 이것은 이들 부분적으로 파묻힌 운석공들이 분출물의 퇴적 동안에, 그리고 충돌 용융물의 배치 이전(또는 도중)에 파묻혔음을 가리킨다. 지질학적 관계와 크레이터 통계학으로부터, 분출물 담요와 용융물에서 관찰되는 운석공의 많은 부분들은 자체 운석공 형성 과정 동안에 형성되었고, 이것은 결론적으로 ”자가–이차성”을 나타낸다는 것이다. 더 나아가, 이들 자가-이차성 운석공들은 여분의-달 일차 충돌 생성물을 나타내지 않는다고 결론내릴 수 있다. 자가-이차성 운석공들은 속도를 가지고 거의 수직 궤도로 진입했던 충돌체에 의해서 형성됐으며, 그들의 비행시간은 충분히 길어서, 쇄설성 분출물과 충돌 용융물이 퇴적되고 나서 표면에 충돌했음을 가리킨다. 분출물 위에 상당한 수의 자가-이차성 크레이터들의 존재는 상대적 및 절대적 연대를 추정하는 데에 문제가 된다. 따라서 운석공의 수는 부적절하게 오래된 연대를 나타낼 수 있다. 용융된 표면의 운석공들과 작은 직경의 밝은 분출물 운석공들에 대한 데이터를 사용하여, 하나의 절대적 모델 연대는 1백만 년으로 평가되었다. 이제 이 연대는 다른 연구들에서 추정했던 것보다 상당히 젊으며, 아마도 그 연대는 최대 연령을 나타내는 것으로 보인다.

.이 운석공의 나이는 얼마일까? 달탐사 궤도선이 2017년에 촬영한 조르다노 브루노(Giordano Bruno) 운석공. (NASA)

그들이 말하고 있는 것은, 주 충돌로부터의 튀어 오른 파편들이 지표면 위로 수직으로 날아갈 수 있었고, 상당 시간 후에 낙하하여, 자가-이차성 파편들이 표면에 충돌하기 이전에 쌓여졌던 분출물 담요와 딱딱해진 용융물질들을 파괴할 수 있었다는 것이다. 한 과학자는 분출물 담요는 오래되었고, (그들 사이에 긴 시간이 흘러) 이차성 충돌은 젊다고 결론지으려하고 있었지만, 반드시 그런 것은 아니다. ”겉보기 모습”은 가짜일 수 있다. 일련의 사건들은 비교적 빠르게 일어날 수 있었다.

또한 충돌체 비율에 관한 또 다른 가정도 경험적인 것이 아닌 것이다. 어느 누구도 새로운 충돌체가 얼마나 빨리 지표면에 도착하는지를 관찰할 만큼 충분히 오래 살지 못한다. 과학자들은 오늘날 달이나 화성에서 새로운 운석공들이 얼마나 많이 형성되고 있는지에 대한, 좋은 데이터를 갖고 있다 하더라도, 장구한 시간 동안 그 비율이 일정했었는지를 알 수 있는 방법이 없다. 과학자들은 시간이 지남에 따라, '우주 풍화작용'이 물질을 어둡게 만든다고 가정하지만, 그 속도를 아는 것은 어렵다. 왜냐하면 그것은 다른 가정(예 : 동일한 비율과 과정)이 필요하기 때문이다.

과학자들은 운석공 위의 다른 운석공들을 살펴봄으로써, 충돌이 발생한 순서를 추론할 수 있었다. 그러나 이것에 관한 이전 기사에서 보고한 바와 같이, 운석공들의 수로 얼마나 오랜 시간이 흘렀을 지를 밝히는 일은 어려운 것처럼 보인다.

.J. B. Plescia and Mark S. Robinson, 'Giordano Bruno: Small Crater Populations – Implications for Self-Secondary Cratering.” Icarus 19 Oct 2018, https://doi.org/10.1016/j.icarus.2018.09.029.

*운석공 연대측정에 관한 이전 기사 (아래 관련자료 링크 참조) :

18 July 2018: ”Time to Revisit the Lunar Dust Problem?”
12 October 2016: ”Moon Just Got 100-fold Younger”
2 March 2014: ”Record Impact on Moon Ups Cratering Rate Estimates”
22 May 2012: ”Crater Count Dating Still Unreliable”
3 April 2011: ”Assuming Reality: Can Crater Dating Be Tested?”
25 July 2010: ”Dating of Impacts and Impacts of Dating”
25 September 2007: ”More Impacts on Crater Count Dating”

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1백만 년도 여전히 ​​오래된 추정 연대이지만, 그들이 그것을 최대 연령이라고 부르는 것에 주목하라. 그 연대는 이보다 훨씬 더 적을 수 있다. 운석공 수 연대측정 방법이 미심쩍은 가정들에 의해서 지금까지 오래된 연대를 지지하는 것처럼 주장되어 왔었다면, 말해지지 않은 다른 '알려지지 않은 가정들'이 있는 것은 아닌지 우리는 의심해보아야 한다. 이것은 모든 연대측정 방법들에 대한 교훈이 되고 있다. 가정(assumptions)을 하지 않고는, 1백만 년 또는 10억 년을 말할 수 없다. 가정은 모든 실패의 어머니인 것이다. 왜냐하면? ASSUME(가정하다)은 U와 ME를 ASS로 만들기 때문이다.

 

출처 : CEH, 2018. 10. 30.
URL : https://crev.info/2018/10/crater-count-dating-self-secondaries/
번역자 : 미디어위원회

관련 자료 링크:

1. 운석공에 의한 연대측정의 위기 (Crisis in Crater Count Dating)
2. 갑자기 훨씬 더 젊어진 행성들과 위성들 : 운석 충돌에 의한 크레이터(운석공)들은 대부분 이차성이었다. (Planets and Moons Suddenly Got Much Younger)
3. 크레이터 수 연대측정 방법에 계속되는 충격들 : 운석공 연대측정의 패러다임이 변하고 있다 (More Impacts on Crater Count Dating)
4. 크레이터(운석공) 수에 의한 연대추정 논란 (Crater-Count Dating Squabble Unresolved)
5. 크레이터를 만든 충돌체는 순환될 수 있다. : 운석공에 의한 연대측정의 계속되는 실패 (Crater Dater Deflator: Impactors Can Be Recycled)
6. 늙고 젊은 모습의 소행성 베스타! : 충돌분화구(운석공)에 의한 연대 추정의 계속되는 실패 (The Asteroid Vesta—‘old’ yet ‘young’!)
7. 달에 거대한 운석 충돌이 의미하는 것은? : 운석공 수에 의한 연대 추정 방법의 몰락과 우리의 지구 (Record Impact on Moon Ups Cratering Rate Estimates)
8. 폐기되고 있는 운석공 연대추정 이론에 또 다른 타격 : 번개도 충격 받은 석영을 만들 수 있었다. (Lightning Fries Impact Theory)
9. 지구의 충돌 크레이터들은 어디에 있는가? (Where Are the Earth’s Impact Craters?)
10. 화성과 달에 신선한 충돌 크레이터들 (Fresh Impacts Viewed on Mars, Moon)
11. 충돌 크레이터들을 장구한 연대로 적합시키기 (Dating of Impacts and Impacts of Dating)
 
 
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