"달 남극서 과거 표면 덮고 있던 마그마 바다 증거 발견"

달의 남극 부근에서 형성 초기 달의 표면이 마그마 바다로 덮여 있었을 가능성을 뒷받침하는 광물 증거가 발견됐습니다.

인도 물리연구소(PTL) 산토시 바다왈레 박사팀은 22일 과학 저널 네이처(Nature)에서 달 탐사선 찬드라얀-3호가 착륙한 달의 남극 주변 암석 원소 구성이 달 적도 및 중위도 지역과 유사한 것으로 나타났다며 이는 달 표면이 과거 마그마 바다로 덮여 있었음을 시사한다고 밝혔습니다.

과학자들은 달 표면 토양과 암석의 원소 구성을 정밀 분석하면 달 형성 과정과 진화 메커니즘에 대한 단서를 얻을 수 있을 것으로 기대해왔습니다.

지금까지 달 토양의 화학 성분은 아폴로 임무와 루나(Luna) 탐사선, 창어-5호(Chang'e-5) 등이 수집한 표본을 통해 정밀하게 분석됐으나 이들 표본의 수집 위치는 대부분이 적도 또는 중위도 지역이었습니다.

바다왈레 박사팀은 이번 연구에서 지난해 8월 찬드라얀-3호의 비크람(Vikram) 착륙선이 달 남극 근처에 연착륙한 다음, 탐사차량 '프라기안'(Pragyan)이 주변을 돌아다니며 측정한 암석의 구성 원소 정보를 분석했습니다.

산스크리트어로 '직관'을 뜻하는 프라기안은 착륙지 주변 103ｍ를 이동하며 다양한 지점에서 탑재체 '알파 입자 X-선 분광기'(APXS)로 암석의 원소 구성을 23차례 측정했습니다.

그 결과 남극 주변 암석의 주요 원소 측정값은 적도 부근 고지대에서 채취한 아폴로 16호 표본 및 중위도 지역에서 채취한 루나 20호(Luna 20) 표본의 구성 원소 측정값의 중간 정도에 해당하는 것으로 나타났습니다.

연구팀은 찬드라얀-3호와 아폴로-15호, 루나-20호의 착륙 지점은 남극과 적도, 중위도로 매우 멀다며 이들 지역 암석의 화학적 성분이 유사하다는 것은 표면이 마그마 바다가 굳으며 형성됐다는 달 마그마 바다(LMO) 가설을 뒷받침한다고 말했습니다.

LMO 가설은 달이 형성될 때 서서히 냉각되면서 밀도가 낮은 철 함유 사장암(ferroan anorthosite)은 표면으로 떠오르고 무거운 광물은 가라앉으면서 맨틀을 형성했다고 설명합니다.

또 착륙지 주변에서는 LMO 가설로는 설명이 안 되는 높은 농도의 마그네슘도 발견됐으며, 이는 과거 남극 주변에 거대한 남극-에이킨 분지(South Pole-Aitken basin)를 형성한 충돌 때 지하 깊은 곳에서 분출됐을 가능성이 큰 것으로 추정됐습니다.

연구팀은 탐사차량 프라기안의 탑재체 APXS를 이용한 달 암석 측정은 남극 고지대에서 실시된 최초로 지상 실측 활동이라며 이 결과가 달의 기원과 진화에 대한 전반적인 이해를 높이는 데 중요한 역할을 할 것이라고 말했습니다.

(사진=Nature/Santosh Vadawale et al. 제공, 연합뉴스)