» 아폴로 14호가 가져온 달 암석. 화살표 부분이 이번 분석에서 지구의 파편으로 추정한 곳이다. USRA 제공

 48년전 아폴로 14호가 가져온 표본 ‘빅 버사’

“소행성 충돌로 달에 날아간 지구 파편” 분석

48년 전 아폴로 14호가 가져온 달 표본에 40억년 전 지구의 파편이 포함돼 있다는 연구 결과가 나왔다. 휴스턴의 미 항공우주국(NASA) 존슨우주센터에 보관중인 약 9kg 무게의 달 표본 14321, 일명 `빅버사'( Big Bertha)를 분석한 내용이다.

스웨덴과 호주 공동연구진은 최근 국제학술지 '지구 및 행성 과학 저널'(Earth and Planetary Science Letters)에 발표한 논문에서, 이 암석은 지구 형성 초기인 하데스대(Hadean eon)에 속하는 40억년 전, 한 소행성이 지구와 충돌한 뒤 우주로 흩어진 파편 가운데 일부가 달에 당도해 달 표면 물질과 섞인 것으로 추정된다고 발표했다. 당시 달과 지구의 거리는 지금의 3분의1에 불과했다.

연구진은 이 암석의 2그램짜리 표본에서 석영과 장석, 지르콘 성분을 확인했다. 이 성분들은 지구에서는 흔하지만 달에서는 매우 희귀한 물질이다. 연구진은 이 돌 조각의 화학 구성을 분석한 결과, 달과 같은 고온/환원 조건보다는 지구와 같은 온도/산화 시스템에 의해 만들어진 것이라는 결론을 내렸다.

» 잦은 소행성 충돌로 수많은 분화구가 생긴 원시 지구 상상도. USRA 제공

연구진이 추정한 이 돌의 달 여행 경위는 이렇다. 이 암석은 원래 지구 땅속 20km 깊이에 묻혀 있었다. 당시엔 소행성들이 지구에 거의 일상적으로 충돌하고 있었다. 이에 따라 수킬로미터 크기의 충돌분지 수천개가 지구 곳곳에 형성됐고, 그 영향으로 땅속 깊숙히 묻혀 있던 물질들이 땅 위로 솟아올랐다. 이후 다른 소행성과의 충돌으로 우주로 날아갔다 결국 달에 당도한 파편은 이곳에서도 몇차례의 소행성 충돌을 겪으며 39억년 전 땅속 60~80미터 지점에 묻혔다. 이 암석을 다시 땅 위로 끌어올린 건 약 2600만년 전 이곳에 충돌한 마지막 소행성이었다. 이 소행성이 달에 지름 340 크기의 콘 크레이터(Cone Crater)를 만들면서, 그 충격으로 땅속에 있던 `빅 버사'가 땅 위로 튕겨져 나왔다. 수천만년을 고요하게 보내던 이 암석은 1971년 아폴로 14호(1월31일~2월6일) 우주비행사에게 발견돼 다시 고향인 지구로 돌아왔다.

» 1971년 2월6일 달 표면에서 장비를 조립하고 있는 아폴로 14호 우주비행사 앨런 셰퍼드. 미항공우주국 제공

연구를 이끈 데이비트 크링 박사는 대학우주연구협회(USRA)가 낸 보도자료를 통해 "이 샘플은 태양계 형성 초기 10억년 동안의 강렬한 충돌기간이 남긴 유물"이라며 "그러나 이번 연구가 내린 결론이 지질학자들에겐 논쟁의 여지가 있을 수 있다"고 밝혔다.