놀라운 운석의 힘

 

 

TNT는 1g 이 폭발하면 약 3870줄, 3.87KJ 의 에너지가 방출됩니다.

1톤이면 3.87GJ, 1킬로톤이면 3870기가줄의 에너지가 나오는 겁니다.

소행성이 지구로 충돌할때의 에너지는 소행성의 질량에 속도의 제곱을 곱한뒤 2로 나누면 됩니다.

질량단위가 Kg, 속도단위가 m/s면 에너지 단위가 줄(J)이됩니다.

6500만년전 공룡을 멸종시킨 소행성은 직경이 10킬로미터, 무게 1조톤, 낙하속도 초속30km로 생각되고 있습니다.

에너지로 환산하면 4.5 X 10^23 줄, TNT로 환산하면 대략 1억1천6백만 매가톤입니다.

이정도크기면 인류는 멸망을 피할수 없습니다.

폭발에 의한 직접적인 폭풍과 충격파, 지진과 해일등으로 지구상의 도시들 대부분이 파괴되고, 그나마 살아남은 사람들도 수년이상지속되는 핵겨울을 버티기 힘들것입니다.

이 충돌에 의해서 만들어진 크레이터는 현재 맥세코 유카탄 반도 지하에 있습니다.

그 위에 두꺼운 퇴적층이 뒤덥고 있기 때문에 최근에서야 그형태가 완전히 밝혀졌습니다.

이 크레이터는 지진파 토모그래피와 인공위성을 이용한 중력분포관측, 그리고 퇴적층을 부분적으로 통과할수 있는 파장대의 전파를 이용한 합성개구레이더관측으로 그 형태가 밝혀졌습니다.

이 크레이터는 직경180과 100킬로미터정도 되는 두개의 동심원으로 이루어져 있으며, 충돌시 발생한 충격파가 물결모양으로 퍼져나가는 과정에서 동심원모양이 만들어 졌습니다.

아래는 지진파관측결과를 토대로 만든 유카탄반도 지하의 척출럽크레이터의 형태입니다.

 

 

 

 캐나다 몬트리올 북동부에 있는 매니쿼건 크레이터(Manicouagan crater)는 직경이 약 65km정도로 인공위성에서만 관측이 가능합니다.

  크레이터는 풍화가 상당히 진행된 상태이기 때문에 그 규모가 작아졌는데, 당초의 크기는 아마도 100km 정도였을 것으로 생각되며 현재 지구표면에 드러나 있는 크레이터들중에서는 최대 규모의 크레이터 중의 하나입니다.

 약 2억 천만년 전에 만들어졌을 것으로 추정되며 현재는 링 형태의 호수를 이루고 있습니다.

 일부 고등학교 지리부도 책에서 이 크레이터가 묘사된 지도를 찾을수 있습니다. 

이 크레이터를 만든 운석은 그 직경이 5킬로미터, 무게는 천2백억톤정도로 추정됩니다.

폭발시 발생한 에너지의 규모는 TNT 1천만 메가톤규모였을 것입니다.

 

 

 역시 캐나다에 있는 클리어 워터호수는 아래그림처럼 직경 32km와 22km짜리 두개의 크레이터로 구성되어 있습니다.

 두 호수는 각각 직경 1.6, 1.1km크기의 운석이 충돌한 것으로 추정됩니다.

폭발시 에너지는 TNT 47만 메가톤과  14만 메가톤이었을 것입니다.  

 

 

직경이 1킬로미터정도가 되면 소행성의 무게는 10억톤, 충돌시 에너지는 TNT 11만6천 메가톤정도의 규모를 가지게 될 것입니다.

이정도 폭발은 대략 서울만한 크기인 직경 20킬로미터짜리 크레이터를 만들게 됩니다.

이정도 규모의 충돌은 폭발에 의한 직접적인 피해는 반경 수백킬로미터 이내의 지역에 국한되지만 폭발에 의해 발생한 핵겨울은 전지구적인 피해를 발생시킬수 있습니다.

전 세계적으로 기온이 급격히 떨어져 에너지 대란이 일어나고 식물의 성장이 둔화되어 식량생산량은 급격히 감소하게 됩니다.

 

결국 세계경제는 붕괴되고 수십억의 사람들이 추위와 배고픔에 떨다가 죽어갈 것입니다.

이러한 사태가 몇달만 지속되도 인류는 멸망을 피할수 없을 것입니다.

아프리카 차드에 있는 아오로 웅가라는 크레이터는 상당히 독특한 크레이터 입니다.

직경 10킬로미터정도의 크레이터들이 마치 체인처럼 늘어서 있습니다.

이러한 크레이터가 만들어진 이유는 우선 소행성이나 혜성이 지구에 접근한뒤 기조력에 의해서 부서져, 그파편이 차례로 낙하했기 때문으로 생각됩니다.

아래는 아오로웅가크레이터의 위성레이더 영상입니다.

각각의 크레이터를 만든 폭발의 위력은 TNT 1만5천 메가톤정도로 생각됩니다.

 

 

 직경 100미터크기의 운석은 그 무게가 100만톤정도로, 충돌시 폭발의 규모는 TNT 100메가톤 정도입니다.

이정도 폭발은 직경 2킬로미터정도의 크레이터를 만들만한 에너지로, 지구상에 존재하는 아무리 큰 도시라도 완전히 파괴될수 있는 규모입니다.

 가장 유명한 크레이터는 아마도 미국 아리조나주에 있는 베링어 크레이터로 알려진 아리조나 운석공(Arizona Meteor Crater)일 것입니다.

이 크레이터는 약 2만년 전 커다란 철 운석이 충돌하여 형성된 것으로, 형성 시기가 짧아 그 형 태가 비교적 잘 보존되어 있다고 합니다.

이 크레이터는 직경이 약 1.2km로, 마치 밥공기와 같은 모양을 하고 있습니다. 

 

 

 

 이 크레이터를 만든 운석은 철과 니켈주성분의 운석으로 직경은 50미터 이내, 무게는 20만톤정도로 생각되고 있습니다.

폭발의 규모는 TNT 20만톤 규모입니다.

직경 10미터정도의 운석은 무게 천톤, TNT1천킬로톤 정도의 폭발규모를 갖습니다.

이정도면 소형핵폭탄 정도의 폭발력으로 지표면에 200미터크기의 크레이터를 형성시킬수 있습니다.

히로시마에 떨어진 핵폭탄의 위력이 20킬로톤이었으므로, 천킬로톤정도의 위력이라도 결코 작은규모는 아닙니다.

 

 운석은 일반적으로 그직경과 같은 변의 길이를 갖는 정육면체모양의 물과 질량이 비슷하다고 보면 됩니다.

예컨데 직경 1미터 정도의 운석은 무게가 약 1톤정도인셈입니다.

 그러나 그 크기가 10킬로미터 이하인 소행성은 형태가 상당히 특이한것들도 있기때문에 단순이 길이나 폭을 가지고 질량을 구하기는 쉽지 않습니다.

그리고 그 크기가 수십및터급 이하가 되면 아주 밀도가 큰 철질운석이나 반대로 밀도가 작은 다공질 운석이 자주 등장하게 됩니다.

철질운석은 아주큰 소행성이 만들어진뒤, 그 중력에 의해서 철과 니켈이 소행성의 중심에 핵을 형성하면서 만들어지게 됩니다.

 

이 소행성이 다른 충돌에 의해서 완전히 파괴되면서 핵을 구성하던 철과 니켈덩어리가 우주공간을 떠돌다가 지구로 떨어지는것이 철질운석입니다. 

이 철질운석은 같은크기의 석질운석보다 무게가 2배이상나가기도 합니다.

애초에 태양계를 구성하던 소행성들의 상당수가 다공질 이었을 것으로 생각됩니다.

그러나 다공실 소행성은 그크기가 커지면 중력에 의해서 압축되어 밀도가 높아집니다.

반대로 크기가 작은 소행성은 밀도가 작을뿐만아니라 구조도 상다히 엉성해서 지구대기권을 진입하다가 완전히 산산조각나버리기도 합니다.

 1908년에 시베리아 퉁구스카에서 일어난 폭발사건이 대표적인 예입니다.