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지구형 행성의 가벼운 원소 동위원소 연구(Isotopic signatures of volatiles in terrestrial planets - working group report)

전문가 제언: □ 태양계 형성의 역사나 행성의 과거 진화과정을 연구하는 행성과학의 핵심적 연구방법은 구성물질의 원소 및 동위원소를 분석하여 그 변화과정을 추적하는 것이며, 행성의 대기에 대한 최근의 연구는 행성이 형성된 초기에 태양이 방출하는 강한 자외선에 의해 행성 대기의 가스가 대량으로 유실되었다는 가설에 집중되고 있음.

□ 여기서는 지구, 화성 및 금성의 가벼운 원소 동위원소 분석을 통하여 행성의 대기 형성과 진화과정을 연구하는 분야의 워킹그룹이 수행한 연구결과를 종합적으로 보고하고 있으며, 초기 대기의 대량 유실, 중력요인에 의한 대기 상층의 지속적인 유실, 미세운석이나 혜성물질의 낙하에 따른 영향, 태양풍 원소의 이식, 방사성붕괴나 생물학적 활동의 영향이 행성의 원소 및 동위원소 구성에 미친 변화와 관련 문제점을 분석하고 있으며, 달에서 확보되는 연구결과의 중요성을 감안하여 달에 대한 연구현황도 소개하고 있음.

□ 행성물질의 가벼운 원소에 대한 자료는 화성의 경우는 비교적 풍부하게 발표되고 있지만, 지금까지 확보된 자료의 종합적 분석은 이루어지지 않고 있어 앞으로의 연구방향이 되고 있으며, 그동안의 연구에서 확인된 의문점을 풀기 위해서는 기존의 H, N, Xe 이외의 새로운 추적자 원소에 대한 자료를 추가로 확보되어야 할 것으로 사료되고, 금성의 대기에 대해서는 Ne, Ar 및 3He/4He비 등은 알려져 있지만 행성의 대기연구에 중요한 Kr과 Xe등에 대한 자료가 결여되어 있어 지구나 화성과의 비교연구는 사실상 무리이며 새로운 우주계획 등에 의한 추가적인 자료 확보가 우선되어야할 것으로 사료됨.

□ 우리나라도 우주센터가 건립되고 있고 2004년 가을에는 우주개발진흥법이 제정되어 국내의 우주개발 사업을 뒷받침할 것으로 예상되는 바, 우주나 태양계 및 행성에 관한 자료가 확보되어야할 것이며, 당장 우주선을 보내는 등과 같이 선진국과 직접 경쟁할 수는 없다고 하여도 우주과학의 학문적 국제공동연구에 조기 참여함으로써 관련 인력의 경험과 자료의 조기 확보가 필요하다고 사료됨.

저자: Becker, R. H.; Clayton, R. N.; Galimov, E. M.; Lammer, H.; Marty, B.; Pepin, R. O.; Wieler, R.
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