지구와 화성급 행성 충돌이 생명 씨앗 뿌리고 달도 만들어

약 44억년 전 대충돌로 지구에 결핍된 탄소·질소 등 받아

지구에 인간을 비롯한 생명체가 번창할 수 있었던 것은 화성급 행성과의 충돌로 탄소와 질소 등이 충분히 갖춰졌기 때문이라는 연구 결과가 나왔다. 탄소와 질소 등은 생명체 출현에 없어서는 안 될 필수 요소로 꼽힌다.

미국 라이스대학 지구환경행성과학과 라즈딥 다스굽타 교수가 이끄는 연구팀은 국제학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)' 최신호에 게재한 논문에서 "지구화학적 증거와 일치하는" 연구 결과를 제시했다.

연구팀은 행성 내부의 화학반응 과정을 확인하기 위한 고온·고압 실험과 이를 통한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 약 44억년 전 지구가 화성 크기의 행성과 충돌하면서 생명체 출현에 필요한 요소를 대량으로 받았으며, 이때 달도 만들어졌다는 결론을 제시했다.

지금까지 탄소와 질소 등의 요소들은 지구에는 애초에 없던 것들로 알려져 있었다. 지구를 비롯한 태양계 안쪽의 암석형 행성에는 탄소, 질소, 황 등 이른바 '휘발성 원소(volatile element)'가 결핍돼 있었다는 것은 원시 운석 연구를 통해 오래전부터 알고 있던 사실이다.

그래서 이런 생명의 필수 요소들이 지구에 떨어진 운석이나 혜성이 가져다준 것이거나 지구에 충돌한 다른 행성에서 얻은 것이라는 게 정설이 돼왔다. 다만 언제 어떤 과정을 거쳐 지구에 유입됐는지에 대해서는 의견이 제각각이었다.

다스굽타 교수 연구팀은 실험 자료들을 토대로 컴퓨터 시뮬레이션 모델을 개발하고 약 10억건의 시나리오를 돌려 현재 태양계 조건과 일치하는지를 검토했다. 다스굽타 교수는 "우리가 발견한 것은 동위원소와 탄질율, 규산염의 탄소와 질소, 황 총량 등 모든 증거가 황이 풍부한 핵을 가진 화성 크기의 행성이 휘발성 원소를 갖고 지구와 충돌하며 달을 형성했을 때와 일치한다는 점"이라고 했다. 김지석 선임기자 jiseok@imaeil.com·연합뉴스