‘수백억 가치’ 블루 다이아가 희귀한 이유?…생명 유래 탄소로 이뤄져 (연구)

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윤태희 기자

업데이트 2021-08-24 18:21

입력 2021-08-24 18:20

호프 다이아몬드라는 이름의 블루 다이아몬드는 슈퍼딥 다이아몬드로 추정된다.(사진=스미스소니언 매거진)

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수백억 원 가치를 지닌 블루 다이아몬드와 같이 지구 깊은 곳에서 만들어진 극히 보기 드문 다이아몬드는 오래 전 지구상에 살던 생명체에서 유래한 탄소로 이뤄져 있을 가능성이 크다는 연구 결과가 나왔다.

호주 커틴대 연구진은 이른바 ‘슈퍼딥(super-deep) 다이아몬드'로 불리는 희소성이 매우 큰 다이아몬드에 함유된 탄소 동위원소인 델타탄소13(δ13C)의 변화를 분석해 이런 다이아몬드의 탄소가 유기물로부터 형성됐을 가능성이 크다는 점을 밝혀냈다.

천연 다이아몬드의 세 가지 유형에 관한 기원을 나타낸 이미지.(사진=사이언티픽 리포츠)

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연구진에 따르면, 천연 다이아몬드는 크게 세 종류로 분류된다. 우선 우리가 흔히 보는 대부분의 다이아몬드는 지하 150~250㎞ 깊이의 암석권층에서 만들어져 ‘암석권(lithospheric) 다이아몬드’로 불린다. 그다음으로는 해저 암석에서 발견되는 ‘해양(oceanic) 다이아몬드'가 있고 마지막으로 하부맨틀과 접해있는 상부맨틀인 지하 400~800㎞ 깊이의 ‘전이대’에서 만들어지는 ‘슈퍼딥 다이아몬드’가 있다.

이들 다이아몬드는 모두 유기 탄소와 무기 탄소의 다양한 혼합으로 맨틀의 서로 다른 층에서 만들어지며 이는 δ13C의 특징적인 변화에 의해 결정된다. 그리고 유기 탄소로 만들어진 다이아몬드는 유기 탄소 화합물이 생물에서 생성됐기에 이는 생물에서 유래했다는 점을 시사한다.

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기존 연구에서는 해양 다이아몬드의 δ13C 수준이 유기물에서 기원했다는 점을 시사했었다. 그런데 슈퍼딥 다이아몬드 역시 놀라울 정도로 해양 다이아몬드와 비슷한 δ13C 수준을 함유하고 있어 이 역시 유기물이 기원임을 시사했다고 연구진은 설명했다.

다만 해양 다이아몬드와 슈퍼딥 다이아몬드의 주된 차이점 중 하나는 후자가 δ13C의 변동성이 매우 크다는 것에 있다. 이에 대해 연구진은 슈퍼딥 다이아몬드가 외부로 분출되기 전 암석권의 무기질 지각에 감싸여져 있었기 때문이라고 덧붙였다.

끝으로 연구 공동저자인 정샹 리 커틴대 교수는 “이 연구는 지구의 탄소 순환을 이해하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 맨틀 융기와 맨틀 초융기의 과거 위치를 추적함으로써 지구 역학적 역사의 더 많은 비밀을 밝혀낼 잠재력을 지녔다”면서 “이는 대륙과 대양의 다이아몬드 분포를 지도화해서 달성할 수 있다”고 기대감을 드러냈다.

자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호(8월 20일자)에 실렸다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr