레이더 분석을 통해 발견된 금성의 용암 동굴

수십 년 동안 행성 과학자들은 금성(Venus)의 화산 지형 아래에 고대 용암 흐름에 의해 형성된 거대한 지하 동굴이 숨겨져 있을 것이라는 가설을 세워 왔습니다. Lorenzo Bruzzone 교수가 이끄는 University of Trento 연구팀은 NASA의 Magellan 미션에서 얻은 과거 레이더 데이터를 분석하여 이러한 지하 구조에 대한 최초의 직접적인 증거를 제시했습니다. 2026년 2월 9일 Nature Communications에 발표된 이 연구는 Nyx Mons 지역에 거대한 용암 동굴(lava tube)이 존재함을 확인하여, 지구의 쌍둥이 행성인 금성의 지질학적 진화에 대한 우리의 이해를 변화시켰습니다.

How did the University of Trento discover the lava tube on Venus?

University of Trento의 연구원들은 Nyx Mons 지역에 집중하여 NASA Magellan 미션의 레이더 영상을 분석함으로써 금성의 용암 동굴을 발견했습니다. 이들은 원격 탐사 연구소(Remote Sensing Laboratory)에서 개발한 혁신적인 영상 기술을 사용하여 국소적인 지표면 붕괴, 즉 스카이라이트(skylights)를 조사했으며, 이를 통해 직경 약 1km, 공동 깊이가 최소 375m에 달하는 지하 통로를 찾아냈습니다.

금성에서 이러한 특징을 식별하는 것은 행성의 두껍고 불투명한 대기 때문에 매우 어렵습니다. 일반 카메라는 짙은 황산 구름을 투과할 수 없으므로, 과학자들은 1990년에서 1992년 사이에 수집된 합성 개구 레이더(SAR) 데이터에 의존해야 합니다. 연구팀은 이러한 레거시 데이터 세트에 고급 신호 처리 기술을 적용하여, 단단한 화산암과 지하 용암관의 특징인 빈 공간(empty voids)을 구분해 낼 수 있었습니다.

이 연구는 지질학적 응력이나 냉각으로 인해 지하 동굴의 지붕이 붕괴된 구역인 특정 "스카이라이트"에 초점을 맞추었습니다. University of Trento 원격 탐사 연구소의 소장인 Lorenzo Bruzzone은 "화산 공동의 식별은 수년 동안 존재 가능성만 가설로 세워졌던 이론들을 검증할 수 있게 해준다는 점에서 특히 중요하다"고 설명합니다. 이러한 방법론적 돌파구 덕분에 과학자들은 사상 처음으로 금성의 지각 아래를 들여다볼 수 있게 되었습니다.

How do Venus lava tubes compare to those on Earth or the Moon?

금성의 용암 동굴은 지구의 것보다 현저히 크며, 직경은 1km에 달하고 잠재적 길이는 최소 45km에 이릅니다. 이러한 구조는 지구와 화성의 용암 동굴 규모를 능가하며 달에서 발견되는 동굴들의 상한선과 일치하는데, 이는 금성 특유의 대기압과 낮은 중력 때문인 것으로 보입니다.

이처럼 거대한 통로의 형성은 금성의 독특한 환경 변수에 의해 촉진됩니다. 그 규모에 영향을 미치는 주요 요인은 다음과 같습니다.

• 낮은 중력: 지구에 비해 낮은 중력은 구조적 붕괴 없이 더 넓은 지하 아치 구조가 형성될 수 있게 합니다.
• 대기 밀도: 밀도가 높은 금성의 대기는 활성 용암 흐름 위에 두꺼운 절연 지각이 빠르게 생성되도록 촉진하여 깊은 동굴의 발달을 돕습니다.
• 용암 점성: Nyx Mons 지역의 지형은 다른 암석 행성에서 일반적으로 관찰되는 것보다 더 크고 긴 채널을 생성하는 대규모 용암 흐름이 있었음을 시사합니다.

지질학적 모델링에 따르면 발견된 동굴은 최소 150m의 지붕 두께를 가지고 있습니다. 이 견고한 구조 덕분에 금성 환경의 특징인 극심한 표면 온도와 압력에도 불구하고 공동이 안정적으로 유지될 수 있었습니다. 주변 지형에서 유사한 구덩이가 여러 개 발견된 것은 이러한 지하 통로가 화산 평원 전역에 광범위한 네트워크를 형성하고 있을 가능성을 시사합니다.

Why is the discovery of a Venus lava tube important for future missions?

이번 발견은 용암 동굴이 행성의 적대적인 표면으로부터의 천연 보호소 역할을 할 수 있고 화산 역사에 대한 중요한 데이터를 제공할 수 있기 때문에 미래 미션에 중요합니다. 이는 행성의 내부와 대기 진화를 조사하기 위해 설계된 ESA의 EnVision 및 NASA의 VERITAS와 같은 차세대 우주선의 고급 레이더 시스템의 필요성을 입증합니다.

향후 탐사는 이러한 빈 공간을 더 자세히 매핑하기 위해 전문화된 장비에 크게 의존할 것입니다. 예를 들어, EnVision 미션에는 지하 레이더 사운더(SRS)가 탑재될 예정입니다. 이 도구는 지표면 아래 수백 미터까지 조사할 수 있어, 표면에 스카이라이트나 붕괴 흔적이 보이지 않는 지역에서도 통로를 탐지할 수 있을 것으로 기대됩니다. 이러한 발견은 미션 계획자들이 궤도 관측을 위한 우선순위 목표를 선정하는 데 가이드가 될 것입니다.

나아가, 이러한 동굴들은 금성 역사의 "타임캡슐" 역할을 합니다. 내부가 부식성 강한 표면 대기로부터 보호되어 있기 때문에, 행성의 과거 기후와 화산 활동에 대한 지화학적 증거를 보존하고 있을 가능성이 있습니다. Bruzzone은 이번 발견이 금성의 활발한 화산 활동에 대한 탐색을 재정의할 "길고 매혹적인 연구 활동의 시작일 뿐"이라고 언급했습니다.

이러한 동굴의 존재는 금성이 이전에 생각했던 것보다 더 최근까지 지질학적으로 활발했을 수 있음을 시사하기 때문에 행성 과학에 시사하는 바가 큽니다. 과학자들이 향후 10년간의 금성 탐사를 준비함에 있어, University of Trento의 발견은 태양계에서 가장 신비로운 행성의 숨겨진 깊이를 조사하기 위한 로드맵을 제공합니다. 미래의 로봇 센서들은 언젠가 행성의 섭씨 460도에 달하는 표면 온도에서 살아남기 위해 이러한 안정적인 환경을 활용하게 될지도 모릅니다.