"6천6백만년 전 공룡 멸종시킨 건 목성 너머에서 온 탄소질 소행성"

국제 연구팀 "소행성 기원은 목성 밖 외부 태양계…혜성 가능성 배제"

6천600만년 전 멕시코 유카탄반도 칙술루브에 충돌하는 소행성 상상도. / 사진=Illustration by Mark Garlick 제공

6천600만년 전 멕시코 유카탄반도 칙술루브(Chicxulub)에 충돌해 공룡 등 지구 생명체 60%를 멸종시킨 천체는 목성 너머에서 날아온 탄소질 소행성(carbonaceous-type asteroid)이라는 연구 결과가 나왔습니다.

독일 쾰른대 마리오 피셔-괴데 교수가 이끄는 국제 연구팀은 16일 과학 저널 사이언스(Science)에서 6천600만년 전 소행성 충돌 당시 지층과 그전에 발생한 소행성 충돌구 물질, 운석 등의 동위원소를 분석해 칙술루브 충돌체가 목성 밖에서 날아온 탄소질 소행성이라는 결론을 얻었다고 밝혔습니다.

지구에서는 지금까지 6차례 대멸종 사건이 있었고 가장 최근 사건이 6천600만년인 전 백악기-고 제3기(K-Pg)에 공룡 등 지구 생물 종 60%가 멸종한 사건입니다.

이 대멸종 사건에는 거대한 소행성이 멕시코 유카탄반도 칙술루브에 충돌한 것이 중요한 역할을 한 것으로 추정되지만, 이 충돌체가 어디에서 만들어진 어떤 성분의 소행성인지 등은 명확하게 밝혀지지 않았습니다.

다만 전 세계의 K-Pg 경계 지층에는 지구에는 드물지만, 운석에는 흔한 이리듐과 루테늄, 오스뮴, 로듐, 백금, 팔라듐 같은 백금족 원소(PGE)가 많아 당시 소행성이 충돌해 발생한 먼지 등 낙진이 전 세계로 퍼진 것으로 추정돼 왔습니다.

연구팀은 이 연구에서 K-Pg 경계층에서 채취한 표본의 루테늄(Ru) 동위원소 비율 등을 분석하고, 이를 5억4천100만년 간 발생한 소행성 충돌구 5곳의 표본, 35억~32억년 전 시생대 충돌층 표본, 탄소질 운석 2개 표본 등의 분석 결과와 비교했습니다.

덴마크 스테븐스 클린트의 6천600만년 된 백악기-고제3기(K-Pg) 경계층. / 사진=Philippe Claeys 제공

그 결과 K-Pg 경계층에서 나온 표본의 루테늄 동위원소 비율은 지구나 다른 운석 유형이 아닌 탄소질 콘드라이트(CC) 운석과 거의 일치하는 것으로 나타났습니다.

연구팀은 이 결과는 칙술루브에 충돌한 천체가 목성 밖 외부 태양계에서 만들어진 탄소질 소행성(C-type asteroid)일 가능성이 크다는 것을 시사하는 것이며 또한 이 충돌체가 혜성일 가능성을 배제하는 것이라고 말했습니다.

또 다른 표본 분석에서는 35억~32억년 전 시생대 충돌층의 동위원소 비율만 탄소질 운석과 비슷한 것으로 나타났습니다. 이는 지구 형성 마지막 단계에 외부 태양계에서 날아온 소행성 등이 충돌하는 사건으로 지층이 형성됐음을 시사합니다.

4억7천만년~3억6천만년 전 발생한 5차례의 소행성 충돌로 만들어진 충돌구에서 채취한 표본의 루테늄 동위원소 비율은 화성 및 소행성대 등 내부 태양계에서 만들어진 규소질 소행성(siliceous-type asteroid)과 일치하는 것으로 나타났습니다.

연구팀은 이 결과는 공룡 등 지구 생물종 60%를 멸종시킨 칙술루브 충돌체가 목성 밖 외부 태양계에서 만들어진 탄소질 소행성이라는 강력한 증거라고 말했습니다.

이어 이 결과는 칙술루브 충돌체의 본질에 대한 오랜 논쟁을 해결하고 지구의 역사 및 지구와 충돌한 외계 암석에 대한 이해를 재정립하는 데 도움이 될 것이라고 덧붙였습니다.

[조수연 디지털뉴스부 인턴기자 suyeonjomail@naver.com]