새벽과 저녁, 지평선 인근에서 볼 수 있는 금성은 지구에서 볼 수 있는 천체 중 태양과 달 다음으로 밝다. 이에 미의 여신인 ‘비너스(Venus)'라는 이름도 가지게 됐다. 하지만 금성의 실체는 그다지 아름답지 않다.

금성은 지구와 반경, 표면적, 부피, 질량, 중력 등 많은 것이 유사하기 때문에 이 둘을 쌍둥이 행성이라고 부르기까지 하지만 실제 행성의 모습에서는 큰 차이가 난다. 우선 지구엔 액체상태의 물이 풍부하고 증발과 응결의 과정이 활발이 일어나 각종 대기현상이 활발하게 일어난다. 게다가 자전축이 약 23도 기울어져 있기 때문에 계절이 변화하고 낮과 밤의 길이도 변화함으로써 각종 대기현상은 더욱 복잡하고 다양하게 나타난다.

하지만 금성은 이에 비하면 고요한 황무지에 불과하다. 짙은 이산화탄소와 황산 구름으로 뒤덮인 표면은 섭씨 426도 정도이며 대기압은 지구의 90배에 달한다. 게다가 자전축의 기울기는 2.64도에 불과하기 때문에 계절의 영향은 무시될 정도이며 자전 속도가 느려 낮과 밤의 길이가 길지만 짙은 이산화탄소 대기로 인한 온실효과 때문에 항상 높은 온도로 유지되기도 한다. 이에 금성의 물은 증발해 우주 밖으로 날아가 버렸기 때문에 지구와 같은 활발한 대기현상도 나타나지 않는다.

이처럼 지극히 정적인 모습 때문에 과학자들은 금성의 대기에 큰 관심을 갖지 않았다. 하지만 최근, 금성 대기의 상층부에서 예상했던 것 보다 활발하고 흥미로운 대기현상이 일어날 수 있다는 사실이 발견됐다.

금성의 표면으로부터 110km 상공에는 지표부근보다 더 찬 대기가 존재하는데, 이 대기층에서 비교적 큰 폭의 온도 변화가 나타나고 있다는 것을 최근 미 항공우주국(NASA, 이하 나사)과 국제 과학자들의 공동연구팀이 밝혀냈다. 연구팀은 1990년과 1991년, 하와이에 위치한 나사의 적외선 망원경 분광계를 이용해 관측한 자료들과 지난 2009년, 애리조나에 위치한 국제광학천문대의 맥매스 망원경 적외선 분광계를 이용해 관측한 자료들을 비교·분석해 이와 같은 결과를 얻었고, 이는 과학저널 ‘이카루스’ 온라인 판에 게재됐다.

연구팀이 이용한 자료들은 금성에 풍부한 이산화탄소로부터 얻은 것이다. 태양광으로 인해 금성 대기의 이산화탄소 분자는 에너지를 얻게 되고 이를 적외선의 형태로 방출하게 된다. 이것을 적외선 분광계를 이용해 측정하고 분석해 대기의 온도와 풍속 등에 대한 정보를 얻어냈다. 연구팀이 관측한 부분은 금성의 중간권 상층부와 열권 하층부다. 이 부근에서 예상했던 것과 달리 큰 폭의 온도변화가 일어나고 있었던 것. 연구팀은 그로 인해 두 층 간의 순환이 일어나고 이는 난류, 소용돌이와 같은 현상을 일어나게 할 수 있다고 설명한다.

또한 지표면과는 달리 높은 고도의 대기에서는 태양활동에 의한 영향이 비교적 크다. 지표면은 짙은 대기로 인해 낮과 밤이 상당히 긴데도 불구하고 온도변화는 거의 없지만, 높은 대기에선 태양의 조도 변화로 온도가 변화할 수 있다. 또한 플레어나 코로나 물질 분출과 같은 태양활동으로 인해 상당한 영향을 받을 수도 있다는 것이 연구진의 설명이다.

이러한 금성 대기에 대한 연구가 진전된다면, 물리적으로 상당히 닮아있는 지구와 금성이 어떤 연유로 환경적 측면에서 큰 차이를 보이는 행성이 됐는지에 대해 알 수 있게 해 줄지도 모른다.