[아하! 우주] 복권 당첨만큼 희박한 확률로 지구에 도달한 화성 운석의 사연

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수정 2019-09-12 10:24

입력 2019-09-12 10:24

나크라이트 형성 과정을 설명한 모식도. Credit: University of Glasgow

매년 수많은 운석이 지구에 떨어진다. 지구에 사는 우리에게는 매우 다행하게도 대부분의 운석은 작은 크기지만, 작은 크기의 운석이 엄청난 과학적 가치를 지닌 경우가 있다. 예를 들어 운석의 기원이 화성인 경우 현재까지 인류가 구할 수 있는 유일한 화석 암석 샘플이라는 점에서 가치가 높다. 이 화성 운석들은 화성에 큰 소행성이 충돌했을 때 화성에서 튕겨 나온 암석이 우연히 지구에 떨어진 것이다.

이런 화성 운석 가운데 오랜 세월 과학자들에게 미스터리로 남은 운석이 나크라이트 (nakhlite)이다. 나크라이트는 1911년 이집트의 엘 나크라 (El Nakhla)에서 처음 발견됐는데, 액체 상태의 물에 노출된 암석의 특징을 지녀 과학자들의 관심을 끌었다. 문제는 나크라이트가 화성에 물이 풍부했던 30억 년 이전에 형성된 암석이 아니라 그보다 최근에 형성되었다는 것이다.

글래스고 대학의 루크 달리 (Luke Daly) 박사가 이끄는 미국, 이탈리아, 호주, 스웨덴의 국제 과학자 팀은 이 미스터리를 밝힐 이론을 제시했다. 연구팀은 희귀한 화성 운석을 파괴하지 않고 상세히 분석하기 위해 전자 역산란 회절법(electron backscatter diffraction technique)이라는 비파괴 방법을 사용했다. 이를 통해 연구팀은 나크라이트의 기원에 대한 단서를 찾아냈다.

연구팀에 의하면 나크라이트의 기원이 되는 암석은 13~14억 년 전쯤 화성의 화산 지대에서 형성됐다. 그리고 6억3,300만 년 전 이 자리에 소행성이 충돌하면서 충돌 크레이터가 형성됐다. 나크라이트가 물에 노출된 것은 아마도 이 시기인 것으로 추정된다. 일시적으로 온도가 상승하면서 지표 아래의 얼음이 녹아 크레이터 내부에 액체 상태의 물이 흘렀다. 그리고 대략 1,100만 년 전 다시 이 지역에 소행성이 충돌하면서 암석 파편이 우주로 튕겨 나갔고 다시 우연히 지구로 떨어진 것이다. (개념도 참조) 이 이론이 옳다면 나크라이트는 복권 당첨만큼 희귀한 확률을 뚫고 지구로 떨어진 화성 운석인 셈이다.

과학자들은 이 가설을 검증하고 지금도 화성 지표 아래 존재할지 모르는 물을 찾기 위해서 연구를 계속하고 있다. 어쩌면 나크라이트가 미래 화성 탐사의 목표가 될 물과 얼음의 존재를 알려주는 단서가 될지도 모른다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com