"공룡 멸종시킨 충돌체 정체는 목성 너머에서 온 탄소질 소행성"

게티이미지뱅크 제공

6600만년 전 현재 멕시코 칙술루브(Chicxulub) 지역에 충돌해 공룡 등 생명체를 대량 멸종시킨 것으로 추정되는 천체가 목성 너머 태양계 외곽에서 날아왔다는 연구결과가 나왔다.

마리오 피셔-괴데 독일 쾰른대 지질학 및 광물학연구소 연구원팀이 백악기와 신생대 사이의 퇴적물 경계에서 루테늄(Ru) 동위원소의 비율을 측정하고 다른 충돌 지점, 운석과 비교해 칙술루브 충돌체의 기원이 목성 궤도 바깥에서 형성된 탄소질 소행성이라는 사실을 밝혀냈다. 연구결과는 15일(현지시간) 국제학술지 사이언스에 공개됐다.

선행 연구에 따르면 백악기-신생대 제3기(K-Pg) 사이 생명체 60%를 멸종시킨 '5번째 대멸종'의 원인은 소행성 충돌로 알려져있다. 큰 소행성이 떨어지며 화산재, 먼지 구름 등을 일으켜 태양을 가린 것이 주요 원인으로 지목됐다.

이후 백악기와 고생대를 구분하는 지질층에서 발견된 이리듐(Ir) 등 금속 원소들이 소행성에서 유래했을 확률이 높은 것으로 알려지며 이같은 주장에 힘이 실렸다.

연구팀은 5개의 K-Pg 경계층 샘플에서 루테늄의 안정 동위원소 비율을 조사해 소행성의 기원을 탐구했다. 피셔-괴데 연구원은 "루테늄은 지구보다 외계 암석에서 100배나 흔하다"고 말했다.

동위원소는 원자번호는 같지만 질량이 다른 원소다. 안정 동위원소는 방사성 동위원소와 달리 시간이 지나도 다른 원소로 자연 붕괴하지 않는다. 안정 동위원소의 존재 비율을 조사하면 물질의 기원을 비교할 수 있다.

분석 결과 5곳의 루테늄의 안정 동위원소 비율은 모두 일치했다. K-Pg 퇴적층에 쌓인 루테늄이 모두 같은 물체에서 나왔다는 증거인 셈이다. 연구팀은 기존에 알려진 탄소질 운석 성분과 비교해 칙술루브 운석의 루테늄 동위원소 비율이 태양계 외곽의 '탄소질 소행성'과 일치한다는 사실을 밝혀냈다. 태양계 밖에서 온 혜성의 성분과도 구분됐다.

45억년 전 태양계가 형성될 때는 온도가 너무 높아서 휘발성 화학물질이 응축하기 어려웠다. 중심부에서 생긴 소행성은 광물이 주로 포함됐고 바깥쪽에서 만들어진 소행성은 물과 탄소 등 휘발성 화학물질을 더 많이 포함하는 탄소질 소행성이 됐다.

연구팀은 "탄소가 풍부한 운석은 햇빛을 더 효과적으로 차단할 수 있는 '숯 검댕'을 만들기 쉬워 대멸종을 악화시켰을 수 있다"며 "칙술루브 충돌체의 성격을 밝히면 태양계에서 우주 암석의 움직임에 대해 더 잘 이해할 수 있다"고 말했다.

<참고 자료>
- doi.org/10.1126/science.adk4868

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]