"달 뒷면에서도 28억 년 전까지 화산활동 지속됐다"

중국 달 탐사선 창어(嫦娥·달의 여신 항아) 6호가 달 뒷면에서 채취해 지구로 가져온 현무암 표본 분석 결과 달 뒷면에서 42억 년 전과 28억 년 전 화산 활동이 있었던 것으로 나타났습니다.

중국과학원 베이징 지질학·지구물리학연구소 리추리 박사팀과 광저우 지구화학연구소 쉬이강 박사팀은 15일 각각 과학저널 네이처(Nature)와 사이언스(Science)에 이 같은 내용을 담은 창어 6호 토양 표본 분석 논문을 공개했습니다.

이는 창어 6호가 세계 최초로 달 뒷면의 토양 1천935.3ｇ을 채취해 지난 6월 지구로 돌아온 뒤 중국 연구진이 처음으로 내놓은 분석 결과입니다.

달은 가장 많이 연구된 천체지만 지구에서 볼 수 없는 뒷면은 여전히 연구 과제가 많이 남아 있는 영역입니다.

달 뒷면을 볼 수 없는 것은 지구 중력의 영향으로 달의 공전주기와 자전주기가 같아 항상 같은 면이 지구를 향하고 있기 때문입니다.

특히 앞면과 뒷면이 현무암 분포, 지형, 지각 두께, 토륨(Th) 농도 등에서 큰 차이를 보이는 비대칭적 구조를 이루는 이유는 여전히 수수께끼로 남아 있습니다.

이 때문에 과학자들은 창어 6호가 달 뒷면에서 채취한 토양 표본이 앞면과 뒷면의 비대칭 구조의 비밀을 풀 단서를 제공해줄 것으로 기대해 왔습니다.

이에 앞서 아폴로(Apollo)와 루나(Luna), 창어 5호가 가져온 달 앞면 표본 분석에서는 40억~20억 년 전 화산 활동이 있었다는 사실이 밝혀진 바 있습니다.

베이징 지질학·지구물리학연구소 리추리 박사팀은 창어 6호가 달 남극-에이킨 분지(South Pole-Aitken basin)에서 채취한 두 개의 토양 표본에 포함된 화산암의 일종인 현무암 조각 108개를 분석했습니다.

납 동위원소를 이용한 연대측정에서 현무암 조각 107개는 형성 연대가 28억 년 전으로 밝혀졌고, 다른 한 조각은 고(高)알루미늄 현무암으로 연대가 42억 년 전으로 나타났습니다.

이는 연대가 밝혀진 달 현무암 중 가장 오래된 것입니다.

특히 42억 년 된 현무암은 칼륨(K), 희토류 원소(REE), 인(P)이 풍부한 곳(KREEP)에서 나온 반면 28억 년 현무암은 KREEP가 부족한 곳에서 유래한 것으로 나타났습니다.

연구팀은 이 결과는 달 뒷면의 극지방에서 화산활동이 42억 년 전부터 28억 년 전까지 14억 년 동안 지속됐음을 의미한다고 말했습니다.


광저우 지구화학연구소 쉬이강 박사팀은 납(Pb)-납(Pb) 및 루비듐(Rb)-스트론튬(Sr) 동위원소 연대측정법으로 창어 6호 토양 표본의 저(低) 티타늄 현무암의 연대를 측정, 형성 현대가 28억 3천만 년 전이라는 사실을 밝혀냈습니다.

또 이 현무암에는 자체적으로 열을 발생시킬 수 있는 방사성 원소가 적기 때문에 화산 분출을 설명하기에는 충분치 않다며 충돌 분지 아래의 얇은 지각 덕분에 이 지역에서 화산활동이 지속될 수 있었던 것으로 추정된다고 설명했습니다.

쉬 박사는 이 결과는 남극-에이킨 분지에서 열 발생 원소가 고갈됐음에도 화산활동이 14억 년 이상 지속됐음을 보여준다며 "창어 6호의 달 토양 표본은 달 앞면과 뒷면의 비대칭성을 조사할 최고의 기회를 제공한다"고 말했습니다.

(사진=YANG Muhan 제공, GIGCAS 제공, 연합뉴스)