과학기사를 부탁해! 과.기.부 순섭니다. 오늘은 과학커뮤니케이터 '엑소'라는 이름으로 활동하고 있는 이선호씨와 함께합니다. 오늘 첫 번째 출연이신데, 어떤 과학 기사 가져오셨습니까?
[답변]
네, 바로 인류 역사상 발을 디뎠던 유일한 천체 ‘달’이 고작 3시간 만에 탄생했다는 영국 더럼 대학의 연구 결과가 발표되었는데요.
‘달’ 탄생의 전말에 대해 준비해봤습니다.
먼저, 달은 어떻게 생겨났을까요?
바로 ‘테이아’라는 지구의 1/3 크기의 소행성이 지구를 박살 내고, 거기서 떨어져 나온 엄청난 양의 파편들이 지구 주변에서 뭉쳐서 오늘날의 달이 되었다는 말이 가장 유력한 가설입니다.
[앵커]
지구의 위성 '달'이 어떻게 만들어졌냐.
여러 이론이 있었는데, 소행성 충돌로 만들어진게 가장 유력하다는 거죠?
[답변]
네, 맞습니다.
실제로 우리가 상상을 해보자면 소행성이 지구를 때려 박았고 그 결과, 지구가 거의 반액체상태로 산산조각이 나고, 거기서 떨어져 나온 파편들이 뭉쳐서 오늘날의 달이 되었다고 보면 됩니다.
하지만 이건 아직 가설에 불과해서 사실이라는 걸 뒷받침할 만한 증거가 필요했는데요.
유력한 증거 중 하나가 바로 이 ‘테이아’가 지구 자체를 때려버렸고 그 때려버린 깊이가 너무 깊어서 분명 지구가 맞은 부위를 잘 찾아보면 이 ‘테이아’의 흔적들이 땅속 깊숙이 묻혀 있을 것이라고 생각했어요.
실제로 지구 단면을 보면 이런 식으로 우리가 사는 지각 안에 맨틀, 외핵, 내핵으로 이루어져 있는데 맨틀은 모두 비슷한 성분으로 이루어져 있어서 거기서의 자기장 세기나 파장의 움직임 등이 모두 균일해야 하거든요?
그런데 보시는 바와 같이 맨틀 내부에 빨간색으로 칠해진 두 개의 지역이 발견되었는데 쉽게 말해서 맨틀 내부에 이상한 이물질 같은 게 뭉쳐있는 게 발견된 거예요.
‘아, 이건 지구 원래의 것이 아니라 지구를 때린 ‘테이아’ 파편들이 지구에 남겨졌다가 맨틀 내부에서 서로 뭉쳐진 결과구나!‘ 라고 생각을 했었어요.
그러다가 최근에 아이슬란드 화산이 폭발하지 않았습니까?
그런데 고대 ‘테이아’ 소행성의 일부로 여겨지는 성분이 있다고 생각되는 맨틀 지역이 바로 이 아이슬란드 쪽이었고, 땅속 맨틀이라는 곳에 깊숙이 있다가 화산 폭발로 나와서 그 성분들이 발견된 거예요.
실제로 일반적인 맨틀에 비해 훨씬 높은 밀도를 이루고 있었고, 생성 시기 또한 일반적인 맨틀이랑 달랐다는 거죠.
즉, 이를 통해 처음 지구를 때린 ‘테이아‘의 파편들이 지구 내부 속에 묻혀버리게 된 게 아닌가 라는 확신을 준 결과란 걸 판단할 수 있었어요.
뿐만 아니라 아폴로 탐사선에서 달에 직접 가서 월석, 달의 토양을 가져와서 분석한 결과에서도 역시나 지구 자체의 성분과 굉장히 유사한 성분으로 이루어진 것을 확인했고, 이를 통해 ‘지구에서 달이 충돌 후 떨어져 나왔구나‘라는 걸 판단할 수 있었습니다.
[앵커]
그런데 이렇게 큰 달이 단 3시간 만에 만들어졌다?
흥미로운 내용인데, 좀 더 자세히 설명해 주시죠.
[답변]
컴퓨터 시뮬레이션 기술의 발달로 수억 개의 조각의 각각의 움직임조차 예측이 가능할 정도의 기술이 나왔습니다.
바로 SWIFT라는 소프트웨어인데요.
이 기술을 영국 더럼 대학에 있는 슈퍼컴퓨터를 이용해 고해상도 시뮬레이션을 돌려본 결과, 너무나도 정확히 달이 형성되는 과정이 확인된 거예요.
이게 시뮬레이션 결과가 담긴 3D 영상인데, 이 과정에서 달이 만들어지는 데는 불과 3시간 만에 이뤄졌다는 겁니다.
또한, 이러한 달 형성 과정이 단순히 충돌 후, 하나의 큰 파편이 뭉친 게 아니라 두 개의 큰 파편이 떨어져 나왔고, 지구와 가까운 쪽의 파편들은 다시 지구에 흡수되었고 남은 하나의 파편도 일부는 지구에 재흡수, 그 후 남은 파편이 뭉쳐서 오늘날의 달이 되었다는 것을 시뮬레이션을 통해 알 수 있었습니다.
[앵커]
결과적으로 '달'은 원시 지구가 한 차례 파괴되면서 만들어진 건데 역설적으로, 이 달이 현재 지구에서 생명을 탄생시키는데도 기여를 했다고요?
[답변]
네, 맞습니다.
45억 년 전, 갓 만들어진 달은 지금보다 지구에 훨씬 가까웠는데요.
그만큼 지구 중력에 바닷물이 붙잡혀 함께 움직이며 벌어지는 밀물과 썰물도 더 극단적이었고요.
그 덕분에 지구의 바닷물은 더 쉽게 요동쳐 혼합되었고, 유기분자가 탄생하는 기폭제 역할을 한 거죠.
또, 달 덕분에 지구는 자전축이 살짝 기울어진 채 돌게 되었고, 주기적으로 따뜻했다가 추워지는 계절 변화가 생기게 된 거죠.
결국, 우연히 발생한 달의 탄생이 지구에 숨을 불어넣어주는 가장 중요한 요인이 되었습니다.
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#소행성충돌 #테이아 #아이슬란드
21 окт 2022
