[표지로 읽는 과학] 우주에서 지구로 떨어진 암석, 어디서 왔을까?

네이처 제공

국제학술지 '네이처'는 이번 주 표지로 2005년 남극 맥케이 빙원에서 회수된 운석의 단면을 찍은 사진을 담았다. 표지 중앙에는 '암석의 가계도'란 문구가 보인다. 암석이 우주공간에서 지표면으로 떨어지며 지구 대기와 마찰해 타고 남으면 운석이 된다. 매년 수백 개의 운석이 지구에 떨어지는데 이들 운석이 우주에서 언제 어떻게 형성됐는지를 밝히는 것은 학계의 주된 관심사다.

지구에서 발견되는 운석의 대부분은 최대 4000만년 전 일어난 소행성 충돌 붕괴 사건으로 만들어졌을 가능성이 크다는 연구 결과가 나왔다. 미카엘 마르셋 칠레 산티아고 유럽남방천문대(ESO) 연구원과 미로슬라브 브로즈 체코 프라하 카를대 교수 연구팀은 지구에 떨어진 운석의 발생 시기와 원인을 16일(현지시간) 국제학술지 '네이처'에 각각 발표했다.

앞선 연구에 따르면 운석의 약 80%는 원시 태양계를 구성하는 성분이 보존된 '일반 콘드라이트' 운석이다. 하지만 이들 운석은 언제 어떻게 만들어졌는지 명확히 밝혀지지 않았다. 오늘날 지상에서 발견된 운석 7만여 개 중 약 6%만이 그 기원과 관련해 달이나 화성 또는 베스타 소행성과 연관돼 있다는 것이 밝혀졌을 뿐이다.

두 연구팀은 화성과 목성 사이 주 소행성대에 있는 소행성들을 분석했다. 이들 소행성을 망원경으로 관측한 분광 데이터와 주요 소행성군의 충돌 및 동적 진화에 대한 첨단 시뮬레이션을 결합해 운석의 기원을 추적했다.

분석 결과 마르셋 연구원 연구팀은 '마살리아 소행성군'으로 알려진 소행성 그룹은 철의 함량이 낮은 'L 콘드라이트 운석'과 구성이 매우 유사하다고 밝혔다. 콘드라이트 운석은 철의 함량이 높으면 'H 콘드라이트', 낮으면 'L 콘드라이트'란 이름이 명명된다. 4억5000만년 전 소행성 충돌로 L 콘드라이트 소행성이 부서지면서 마살리아 소행성군이 형성됐고 운석이 된 파편이 대량으로 만들어졌을 것으로 분석된다.

브로즈 교수 연구팀은 지구에 도착한 H와 L콘드라이트 운석이 30km 이상 크기의 소행성이 4000만년 전 이전과 760만년 전, 580만년 전 세 차례에 걸쳐 붕괴하면서 만들어졌을 가능성이 높다고 설명했다. 그러면서 지구에 떨어지는 운석 대부분은 4000만년 전 일어난 마살리아 소행성군의 두 번째 충돌 사건, 760만년 전 충돌로 형성된 코로니스 소행성군, 580만년 전의 카린 소행성군에서 유래한 것으로 추정된다고 밝혔다. 특히 마살리아 소행성군은 지금까지 알려진 운석 중 37%의 기원인 것으로 나타났다.

네이처는 이들 연구에 대해 "이번에 밝혀진 운석의 기원은 세 개의 젊은 소행성군이었다"며 "이전까지 학계에서 예상했던 것보다 훨씬 최근인 수백만 년 또는 수천만 년 전에 발생한 충돌의 잔재임을 시사한다"고 말했다.

[박정연 기자 hesse@donga.com]