수성의 개념, 형상과 역사, 표면 지질학, 충돌분지와 충돌구

수성의 개념

태양에서 평균 5천8백만 킬로미터 떨어져 있는 수성은 태양계의 여러 행성들 중 가장 가까운 궤도를 돌고 있는 행성이다. 반지름의 길이는 약 2천4백 킬로미터이며 둘레길이는 4만 3천 킬로미터로 가장 소형인 행성이기도 하다. 88일간 공전 주기를 지니며 58일의 자전 주기를 돌고 있다. 수성의 핵은 전체 수성의 반지름의 70%인 상당 부분을 차지하고 있으며 주성분은 철이라고 추정하고 있다. 멘틀은 규산염으로 구성되어 있으며 바깥을 차지한다. 표면의 형태는 달과 비슷한 충돌구가 많으며 행성이 식은 후 수축할 때 형성된 거대 절벽이 존재하고 있다. 칼륨 또는 나트륨 등으로 구성된 대기가 있지만 기압이 지구의 1조 분의 1로써 아주 희박한 상태이다. 또 약한 자기장이 존재하고 있음을 확인했다. 행성들 중 태양에 가장 가까운 이유로 강력한 중력의 힘을 받고 있어 매년 그 궤도가 변형되고 있다.

수성의 형성과 역사

태양이 생성된 후 잔여 가스 구름 또는 먼지로 이루어진 원반 형태의 태양성운에서 다수의 행성이 생성된 것으로 파악하고 있다. 현재까지는 인정받는 행성 생성의 이론들 중 강착이론이 증명하고 있다. 이 이론에 의거하면 행성 대다수 중심부 원시별 주위를 도는 먼지 알갱이들이 뭉쳐지며 생성되었다고한다. 이 알갱이들이 상호 충돌하면서 지름이 1-10킬로미터에 이르는 천체와 미행성으로 자라났다고 한다. 이 미행성이 작은 천체들을 흡수하면서 수백만 년간 매년 15센티미터 이상 지름이 커지며 생성되었다. 태양과 가까운 지역은 온도가 매우 높아 물 또는 메테인등 휘발성 분자들이 압축되지 않아 여기 생겨난 미행성들이 금속류 및 규산염 암석 등과 같이 녹는점이 높은 물질들로 이루어지게 된다. 암석 천체는 종국적으로 수성과 함께 금성 지구 화성 등 같은 지구형 행성이 되었다. 지구형 행성을 이루는 물질이 우주에서 매우 희귀 한 존재이기 때문에 지구형 행성은 크게 자랄 수가 없다고 한다. 소형 암석 행성들은 현재 지구질량의 10퍼센트 수준으로 구성되었으며 태양 생성 직후 10만 년간 물질을 모으는 과정이 멈추게 된다. 이후 이들이 충돌하고 뭉쳐지는 과정이 반복되었는데 이는 1 억년 간 지속되었다. 원시 행성이 상호 중력의 영향으로 인해 각기 다른 공전궤도를 끌어당기며 충돌했고 현재의 크기로 자나라게 된다. 

표면 지질학

전체적인 수성의 표면 형태는 달과 유사한 평원 또는 수십억년간 활동하지 않은 충돌구가 존재한다. 현재까지 알려져 있는 수성 지질과 관련된 정보들이 매리너 10호와 지상에서 관측된 자료이다. 특히 최근 메신저의 탐사로 인해 그 정보량이 상당수 늘어나게 된다. 한 가지 예로 그릇 형태로 퍼진 충돌구가 발견되었으며 과학자들은 이를 거미라고 호칭하고 있다. 수성의 표면이 고르지 못하여 지역마다 알베도가 다르게 형성된다. 특히 수성은 고원과 산 그리고 평원 등 다수의 지형이 존재하고 있다. 46억 년부터 38억 년까지 수성 표면에 혜성과 소행성 충돌이 발생한다. 이 기간을 후기 대폭격기라고 호칭하고 있다. 이 기간에는 수성이 심각하게 폭격을 받았으며 충돌구가 급속도로 형성되었다. 이 이유는 지구와는 다르게 수성의 대기가 희박하여 충돌체의 속도가 감속하지 않은 이유이다. 화산활동 또한 활발히 이루어졌다.

충돌분지와 충돌구

수성의 충돌구는 아주 작은 그릇 모형부터 수천 키로미터에 해당하는 충돌분지까지 아주 다양하게 형성되어 있다. 생성된 기간이 얼마 안 된 충돌구에서부터 크게 풍화된 충돌구에 이르기까지 각양각색의 형태로 자리 잡혀있다. 수성과 달의 충돌구는 상호 미묘하게 다른데, 달 충돌구는 수성보다 분출물이 부족한 점이다. 이러한 부분에 수성의 표면이 달의 중력보다 강하다는 것을 예측할 수 있다. 칼로리스 분지는 수성표면에서 가장 큰 충돌구로 자리 잡았다. 칼로리스 분지에 가해졌던 충격이 매우 커 용암이 분출하였으며 높이 2킬로미터에 달하는 동심원 형태의 고리가 충돌구를 둘러싼 형태로 퍼져나갔다고 한다. 또한 분지 반대편에는 기묘한 지역이라고 불려지는 언덕 모양의 특이한 지형이 있다. 이 지역에는 분지에서 발생된 충돌이 인하여 충격파가 해당 지역 인근을 휩쓸고 지났으며 표면에 강한 작용에 더해져 생성된 추측과 충돌로 인하여 분출물이 집중된 이유로 생성됐다는 가설이 있다.