[아하! 우주] 달의 나이는 몇 살?…기존 45억 년 추정보다 8500만 년 어려

달의 나이가 지금까지 알려진 45억 년 전후보다 8500만 년 더 어리다는 연구결과가 나왔다.

지구의 위성인 달은 그 형성에 대해 다양한 설이 있는데, 이중 가장 타당성이 있는 것은 지구가 최초로 형성될 때 제3의 천체와 충돌한 뒤 지구의 일부분이 떨어져 나가 현재의 달이 되었다는 설이다.

학계는 이 같은 가설과 함께 달 표면의 방사성 연대 추정에 의해 나이를 추정한 결과, 달의 나이를 약 45억 년으로 추정해왔다. 그러나 최근 독일항공우주센터와 뮌스터대학 공동 연구진은 새로운 수치 모델을 이용해 달의 형성 과정을 재분석했다.

연구진이 주목한 것은 달을 뒤덮고 있던 일명 ‘마그마 바다’가 식기 시작한 시기다. 약 45억 년 전 형성 초기 지구는 지표에 마그마가 넘쳐흐르고 수시로 화산이 폭발하는 형태였다. 마그마가 바다처럼 흐르던 그때 초기 지구가 ‘테이아(Theia)로 불리는 화성만한 행성과 충돌했고, 이 충돌 과정에서 생긴 물질들이 모여 태어난 것이 바로 달이다.

이 때문에 초기의 달 역시 지구와 마찬가지로 깊이 1000㎞에 달하는 마그마 바다로 덮여 있었으나, 일정 시간이 지난 이후 서서히 응고되기 시작했다. 연구진은 새로운 수치 모델을 이용해 달의 마그마 응고 과정에서 형성된 마그네슘과, 철이 풍부한 규산염 광물의 성분이 시간에 지남에 따라 어떻게 변하였는지 계산했다. 또 응고가 진행됨에 따라 달 표면을 구성하는 다양한 암석의 형성에 변화가 발생했음을 확인하고, 이 변화를 달의 진화 단계와 연관해 분석했다.

그 결과 달의 크기와 마그마 바다의 깊이, 달 표면 암석의 성분 등을 미뤄 봤을 때, 마그마 바다로 덮인 달이 태어난 시기는 예상보다 8500만 년 늦은 44억 2500만 년 전이라는 결과가 나왔다.

연구진은 “이전의 가정에 따라 달의 나이를 45억 1000만 년으로 가정했을 때, 새로운 계산을 통해 달의 나이가 이보다 8500만 년 더 젊다는 사실을 확인했다”면서 “달의 마그마 바다가 예상보다 오랫동안 액체 상태로 유지됐으며, 완전히 굳어 현재와 같은 맨틀 구조를 이루기까지는 2억 년이 소요됐을 것으로 보인다”고 밝혔다.

이어 “이번 수치 모델로 달을 감싸고 있던 마그마 바다의 시작점을 짐작할 수 있었다. 달의 생성은 지구의 형성이 끝나는 시점에 일어난 사건이라고 보여진다”고 덧붙였다.

자세한 연구결과는 세계적인 과학저널인 ‘사이언스’의 자매지인 ‘사이언스 어드밴시스‘ 최신호(10일자)에 실렸다.

송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr