“달도 地球처럼 맨틀 存在”… 中, 달 뒷面서 證據 찾았다

東亞日報
入力 2019年 5月 17日 03時 00分

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探査船 ‘嫦娥 4號’ 첫 硏究成果公開

중국의 달 탐사선 창어 4호가 착륙해 연구한 달 뒷면 에이킨 분지의 모습이다. 1972년 미국의 달 탐사선 아폴로 17호가 찍었다. 이번 탐사로 달의 내부 구조가 일부 밝혀졌다. 미국항공우주국 제공 — 中國의 달 探査船嫦娥 4號가 着陸해 硏究한 달 뒷面 에이킨 盆地의 모습이다. 1972年美國의 달 探査船 아폴로 17號가 찍었다. 이番探査로 달의 內部構造가 一部 밝혀졌다. 美國航空宇宙局提供

달에도 地球처럼 맨틀이 存在할 것이라는 具體的證據가 처음으로 나왔다. 맨틀은 遲刻 바로 아래에 位置한 암석층으로 金屬으로 된 核을 둘러싸고 있다. 올 1月 3日人類歷史上 처음으로 달 뒷面에 着陸한 中國의 無人 달 探査船 ‘嫦娥(嫦娥) 4號’의 첫 硏究結果다. 人類가 달의 起源과 달의 原始狀態를 把握하고 行星의 生成過程을 理解할 수 있는 큰 進展으로 評價된다.

科學者들은 달에도 맨틀이 있을 것으로 推定해 왔지만 달 맨틀의 存在與否와 詳細한 構造는 明確히 밝혀내지 못했다. 日本의 달 探査衛星 ‘家口野’가 달 表面約 100km 上空에서 撮影한 데이터를 分析해 橄欖石이나 輝石의 存在를 斟酌할 뿐이다. 地質學에서는 橄欖石과 輝石을 맨틀에서 만들어진 마그마에서 나오는 鑛物로 보고 있다. 칼슘 成分은 적고 鐵과 마그네슘 成分이 많은 게 特徵이다. 橄欖石과 輝石의 存在는 달에도 맨틀이 存在한다는 事實을 立證하는 强力한 根據인 셈이다.

中國科學院理춘라이 博士硏究팀은 嫦娥 4號의 로버(探査로봇) ‘위투-2’의 光學 및 近赤外線分光器를 利用한 探査結果를 分析한 論文을 國際學術誌 ‘네이처’ 16日子에 發表했다. 달 南極의 에이킨 盆地에서 칼슘 含量이 적고 鐵과 마그네슘 成分이 豐富한 輝石과 橄欖石이 存在한다는 結論이다. 로버가 蒐集한 데이터와 一般 달 表面物質成分의 差異點을 分析한 結果다.

달의 뒷面에서 가장 큰 衝突求人 에이킨 盆地는 지름 2500km, 깊이 13km에 達하는 大型衝突噴火口다. 科學者들은 約 46億年前地球와 달이 生成된 後 얼마 지나지 않은 41億年前 무렵 隕石이나 小行星이 달과 衝突해 에이킨 盆地가 만들어졌을 것으로 推定한다. 當時 어마어마한 規模의 衝擊으로 달 맨틀 上部의 物質들이 달 表面으로 튀어나왔을 것으로 보고 있다.

嫦娥 4號는 에이킨 盆地에서도 깊은 곳인 ‘폰카르만’ 衝突區에 着陸해 人類 처음으로 달 뒷面探査를 始作했다. 地球에서 보이지 않는 달의 뒷面은 달의 原始狀態를 잘 保存하고 있을 것으로 推定되는 곳이다. 에이킨 盆地의 폰카르만 衝突區周邊에 着陸한 로버는 달 뒷面의 地質과 鑛物, 土壤의 構成成分, 地下水等을 分析할 수 있다.

人類의 달 探査歷史上 ‘月石’을 갖고 온 적은 있지만 깊이 13km 衝突區에 있는 鑛物을 로버가 直接探査하고 分析한 것은 이番이 처음이다. 硏究陣은 “칼슘 含量이 낮은 輝石과 橄欖石은 달 맨틀의 構成成分으로 斟酌되는 物質”이라며 “이番硏究는 달 맨틀의 構造뿐만 아니라 달이 어떻게 만들어졌고 進化했는지 알아내는 契機가 될 것”이라고 說明했다.

김경자 韓國地質資源硏究院責任硏究員은 “달에 맨틀이 있을 것으로 推定됐지만 이番硏究結果만큼 具體的으로 證據가 나온 적은 없었다”며 “달의 뒷面은 遠視 달의 모습을 많이 간직하고 있으며 隕石이나 小行星衝突痕跡도 남아 있다”고 말했다.

이番硏究로 人類는 달의 起源을 보다 明確하게 硏究할 길을 열었다. 金硏究員은 “嫦娥 4號搭載體로 土壤이나 鑛物成分探査뿐만 아니라 周波數探知, 물 有無測定, 特定鑛物探査를 할 수 있다”며 “에이킨 盆地探査 데이터를 綜合分析하면 衝突區가 생겼을 當時狀況을 推定하고 달의 起源을 좀 더 明確하게 說明할 수 있는 데이터를 얻게 된다”고 밝혔다.

金玟秀 동아사이언스 記者 reborn@donga.com

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