"달 형성과정 최대 수수께끼, 유력한 해답 찾았다"

이스라엘·佛 연구진 "원시지구와 성분 유사한 행성체 충돌로 달 생성"

이스라엘과 프랑스 연구진이 달 형성과정의 최대 수수께끼 중 하나로 꼽히는 '지구와 달 구성성분은 왜 매우 비슷할까"라는 의문에 유력한 해답을 내놨다.

　이스라엘 데크니온 공대와 프랑스 국립과학연구소(CNRS) 연구진은 8일 과학저널'네이처'에 초기 태양계 행성 형성과정 시뮬레이션 결과 원시지구와 충돌해 달을 형성시킬 정도의 거대충돌체 중 20% 이상은 애초 원시지구와 유사한 성분으로 돼 있었을 것으로 추정된다고 밝혔다.

　현재 가장 널리 받아들여지는 달 형성 이론은 원시지구와 현재 화성 정도 크기의 행성이 충돌하면서 엄청난 양의 파편과 먼지가 튕겨져나갔고 이것이 서서히 뭉치면서 달이 됐다는 것이다.이 과정에서 달의 구성성분 중 80% 정도는 지구가 아닌 충돌체에서 온 것으로 추정된다.

　그러나 이 시나리오는 달에서 가져온 암석 성분을 분석하면서 큰 벽에 부딪혔다.산소 등의 동위원소 분석결과 지구와 달의 구성성분이 매우 비슷한 것으로 밝혀진것이다.

　태양계 행성들이 서로 구성성분에서 상당히 큰 차이를 보이는 점과 달의 성분 대부분이 지구가 아닌 충돌체에서 온 점을 고려할 때 지구와 달 성분이 매우 비슷하다는 것은 설명이 되지 않는다.

　연구진은 이 수수께끼를 풀기 위해 태양과 원시지구 사이에서 원시 행성들과 거대 충돌체가 만들어지는 과정을 시뮬레이션으로 연구,독자적으로 형성된 두 행성이 유사한 성분으로 만들어질 가능성을 분석했다.

　그 결과 형성된 거대 충돌체 중 20% 정도는 이들과 충돌하게 되는 원시행성과 구성물질이 매우 유사한 것으로 드러났다.또 이런 충돌체와 원시행성의 충돌로 만들어지는 달도 현재 지구와 달처럼 유사한 성분을 갖게 되는 것으로 나타났다.

　연구진은 논문에서 "이 연구결과는 '지구와 달의 구성성분이 왜 다른 태양계 천체들처럼 큰 차이를 보이지 않는가'라는 의문에 답을 주는 것일 수 있다"며 "이런 원시 구성성분의 유사성은 달이 거대한 충돌로 생성됐다는 이론에 대한 주요 걸림돌을 제거해 줄 것"이라고 말했다.

　또 이날 '네이처'에는 원시지구-거대충돌체 충돌설을 뒷받침하는 다른 연구논문2편도 함께 게재됐다.

　프랑스·독일 연구진과 미국 연구진은 각각 내놓은 논문에서 지구 맨틀과 달 암석의 텅스텐 동위원소(W182) 함량을 분석한 결과 달에 상대적으로 텅스텐 동위원소가 더 많은 것으로 나타났다고 밝혔다.

　이 텅스텐 동위원소는 운석이나 외계 행성과의 충돌로 지구에 유입된 것으로 추정되는 물질이다.

　연구진은 이는 원시지구와 거대 충돌체가 충돌한 뒤 양쪽에서 나온 파편들이 섞인 거대한 구름이 형성됐으며 이 구름이 서서히 지구와 달에 가라앉으면서 쌓였다는가설을 뒷받침해주는 것이라고 설명했다.

연합뉴스