아폴로 17호가 가지고 돌아온 달의 암석에서 미지의 원소가 확인됐다. 지구에서는 볼 수 없는 원소의 존재가 50여 년 만에 밝혀지자 학계는 물론 대중의 관심이 모였다.
미국 브라운대학교 행성과학 연구팀은 16일 조사 보고서를 내고 1972년 12월 7일 달에 착륙한 아폴로 17호가 채취한 암석 샘플의 조사 성과를 소개했다.
아폴로 17호 우주비행사들은 달 맑음의 바다(평온의 바다, Sea of Serenity) 가장자리 토러스 리트로 계곡(Taurus-Littrow Valley)에 착륙, 2000점 넘는 암석 등 레골리스를 가지고 돌아왔다. 이들 샘플은 대부분 분석이 끝났는데, 일부는 과학의 발달로 성능이 향상된 장비를 통해 재조사가 이뤄지고 있다.
브라운대 제임스 다틴 부교수는 "우리가 2차 이온 질량 분석법으로 들여다본 샘플은 미 항공우주국(NASA)의 아폴로 차세대 샘플 분석(ANGSA) 프로젝트에 따라 밀봉 상태로 보관돼 왔다"며 "분석 결과, 샘플 속 화산성 물질에 포함된 황 화합물은 지구상의 것과 현저하게 다르다는 것을 알았다"고 설명했다.
이어 "지금까지 달의 맨틀은 지구와 같은 황 동위원소 조성을 가졌다고 여겨졌다"며 "실제로 분석해 보니 지구에서는 볼 수 없는 값이 나왔다. 이는 전문가들도 예상하지 못한 의외의 결과"라고 덧붙였다.
2차 이온 질량 분석법은 샘플이 지구로 반입된 1970년대에는 존재하지 않은 기술이다. 이 방법을 이용하면 시료 내 다른 동위원소의 비율을 측정할 수 있다. 같은 동위원소 비율을 가진 시료는 같은 기원을 공유할 가능성이 높다.
제임스 다틴 부교수는 "지금까지 연구에서 달과 지구의 암석에 포함된 산소 동위원소비는 거의 동일했기 때문에 유황도 비슷할 거라고 생각했다"며 "시료 내 화산성 물질에는 유황33(33S) 등 안정 동위원소가 매우 적은 유황 화합물이 포함됐다. 이는 지구의 황 동위원소 비율과 상당히 다르다"고 전했다.
연구팀은 달의 초기 화학반응에 의해 황이 형성됐거나 달의 형성 과정 자체에서 이 원소가 유래했을 가능성을 떠올렸다. 달은 화성 크기의 천체 테이아(Theia)가 지구에 충돌하면서 흩어진 파편이 기원으로 추측되는데, 이번 발견은 달의 맨틀에 테이아 유래 유황의 흔적이 남아 있음을 시사한다고 연구팀 강조했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
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