달은 지구의 관점에서 볼 때 실제 부피와 겉보기 크기가 모두 줄어들고 있습니다. 오늘은 과학자들이 이 사실을 어떻게 알고 있는지, 왜 이런 현상이 일어나는지, 그리고 지구에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 알아보겠습니다.
달이 작아지고 있습니다.
우리가 보는 달은 항상 변화하고 있습니다. 지구의 자연 위성은 한 달 내내 지구와 태양에 대한 방향이 바뀌면서 위상 변화를 겪습니다. 이 위상은 예측 가능하고 주기적이기 때문에 달의 변동성에도 불구하고 달은 일정합니다. 하지만 달은 더 영구적인 다른 방식으로도 변화하고 있습니다.
달의 실제 부피와 지구에서 바라보는 달의 겉보기 크기가 모두 작아지고 있습니다. 이 두 가지 현상은 매우 느리게 일어나고 있지만 실제로 측정할 수 있습니다.
달의 실제 크기 변화는 달 내부의 냉각으로 인해 발생합니다. 달은 약 45억 년 전 초기 지구와 다른 원시 행성 간의 거대한 충돌로 형성되었습니다. 이 충돌로 인해 엄청난 양의 열이 발생했고, 달은 그 이후로 계속 냉각되고 있습니다. 오늘날 달의 외부는 차갑고 단단하지만, 달의 내부는 여전히 냉각되어 수축하고 있습니다. 이 수축은 달 전체에 영향을 미쳐 달의 표면적이 줄어들고 단단한 지각에 주름이 생깁니다.
이러한 현상은 NASA의 달 정찰 궤도선과 같은 우주선의 이미지와 데이터를 통해 상당 부분 파악되고 있습니다. 2009년부터 달 궤도를 돌고 있는 이 탐사선과 과거 탐사선들은 달 표면의 특정 종류의 절벽을 보여주는 이미지를 포착했습니다. 단층 절벽으로 알려진 이 절벽은 달 지각의 두 부분이 서로 밀려서 위로 밀려 올라가는 현상으로 인해 발생합니다. 단층 절벽은 달 표면 곳곳에서 발견되며, 달 내부 깊은 곳에서 수축이 계속되고 있다는 강력한 증거를 제공합니다.
달은 얼마나 줄어들고 있나요?
지난 수억 년 동안 달의 직경이 약 50m(150피트) 작아졌다는추정이 있습니다. 그리고 달은 아직 수축을 멈추지 않은 것으로 보입니다.
달의 활발한 수축은 “달 지진”으로 알려진 지진 활동을 유발하는 것으로 알려져 있습니다. 우주비행사들이 달 표면에 지진계를 설치한 아폴로 프로그램 이래로 달 지진의 증거는 계속 존재해 왔습니다. 이 계측기는 1969년부터 1977년 사이에 리히터 규모 약 2에서 약 5에 이르는 28회의 달 지진을 기록했습니다.
다른 증거는 달 정찰 궤도선의 이미지에서 찾을 수 있는데, 이 이미지에는 달 표면의 단층 띠에 있는 바위가 보입니다. 태양 복사에 의한 풍화는 달 표면의 물질을 점차 어둡게 만들고, 이 바위들은 더 밝은 물질로 둘러싸여 있기 때문에 최근 달 지진으로 인해 절벽 아래로 물질이 미끄러졌다면 예상대로 이 지역이 최근 우주에 노출되었음을 시사합니다.
달의 수축이 지구에 영향을 주나요?
달이 줄어든다고 해서 지구에 영향을 미치지는 않습니다. 달이 수축하고 있지만 달의 질량은 변하지 않습니다. 즉, 달의 크기가 줄어든다고 해서 지구의 자전과 조석에 미치는 달의 영향은 변하지 않습니다.
달이 지구에서 점점 멀어지고 있습니다.
달은 부피와 표면적이 줄어드는 것뿐만 아니라 지구에서 점차 멀어지면서 지구의 관점에서 볼 때 겉으로 보이는 크기도 줄어들고 있습니다. 달은 매년 지구에서 약 4센티미터(1.5인치) 더 멀어집니다. 이 느리지만 꾸준한 거리는 주로 지구와 달 사이의 양방향 중력 상호작용에 의해 발생합니다.
대부분의 사람들은 달이 지구에 미치는 중력의 영향으로 조수간만의 차가 생긴다는 사실을 잘 알고 있습니다. 하지만 이러한 조수가 차례로 달을 끌어당긴다는 사실은 잘 모를 수도 있습니다. 조수는 본질적으로 물과 육지 모두에서 지구의 돌출부입니다. 지구에는 항상 달을 향한 쪽과 반대쪽의 두 개의 돌출부가 있습니다. 이 돌출부는 달과 함께 지구 주위를 움직입니다. 하지만 지구도 달의 공전 궤도보다 빠른 속도로 자전하고 있기 때문에 달에 더 가까운 쪽의 돌출부가 항상 달보다 약간 앞서서 달을 잡아당기면서 달을 따라갑니다. 지나가는 돌출부가 당기는 이 약간의 당김으로 인해 달의 공전 속도가 매우 점진적으로 증가합니다. 달의 공전 속도가 빨라지면 달은 지구에서 더 멀리 떨어진 더 높은 궤도로 이동하게 되고, 이는 다시 속도를 늦추게 됩니다.
달의 거리 변화에 대한 최초의 증거는 아폴로 임무에서도 발견되었습니다. 우주비행사들은 달 표면에 역반사기를 설치하여 과학자들이 레이저 빔을 달에서 지구로 반사시켜 달의 거리와 시간에 따른 거리 변화를 정확하게 측정할 수 있도록 했습니다.
달의 거리 변화가 지구에 영향을 주나요?
일생 동안에는 변화를 느끼지 못하지만, 달이 지구에서 점차 멀어지는 것은 오랜 기간에 걸쳐 영향을 미칩니다. 지구에서 바라본 태양과 달의 겉보기 크기가 같다는 놀랍도록 완벽한 우연에 의존하는 개기일식은 영원히 지속되지는 않을 것입니다. 약 6억 2천만 년 후에는 개기일식의 빈도가 줄어들어 달이 타원 궤도에서 지구와 가장 가까운 지점에 있을 때만 개기일식이 일어날 것입니다. 마지막 개기일식은 지금부터 약 12억 년 후에 일어날 것입니다.
달의 거리 변화는 지구의 하루 길이에도 무형적이지만 꾸준한 영향을 미칩니다. 지구가 달을 잡아당겨 속도를 높이면 지구는 자전 에너지의 일부를 잃게 됩니다. 이로 인해 지구의 자전 속도가 아주 약간 느려집니다. 그 결과 지구의 하루는 항상 조금씩 길어집니다. 이 변화는 50년에 한 번씩 지구의 하루가 1밀리초씩 늘어나는 아주 작은 변화입니다.