45억년전 ‘태초의 달’ 모습은 어땠을까?

달의 남극 부근에서 초기 달의 표면이 마그마로 덮여있었을 가능성을 입증해주는 증거가 발견됐다.

인도 물리연구소(PTL)에 따르면, 인도 달 탐사선 찬드라얀-3호가 착륙한 달 남극 주변의 암석을 정밀 분석한 결과 해당 암석의 원소 구성이 달 적도 및 중위도 지역과 유사한 것으로 나타났다.

앞서 NASA의 아폴로 임무와 러시아의 루나(Luna) 탐사선, 중국의 창어-5호(Chang‘e-5) 등은 대부분 적도 또는 중위도 지역에서 표본을 채취해 정밀 분석해왔다.



이번에 인도의 달 탐사선이 채취해 분석한 암석의 성분과 비교 분석했을 때, 남극 주변 암석의 주요 원소 측정값은 적도 부근 고지대에서 채취한 아폴로 16호 표본 및 중위도 지역에서 채취한 루나 20호 표본의 구성 원소 측정값의 중간에 해당하는 것으로 나타났다.

연구진은 인도의 찬드라얀-3호와 미국의 아폴로-15호, 러시아의 루나-20호 등의 착륙 지점은 각각 남극, 적도, 중위도로 매우 멀리 떨어져 있음에도 불구하고 이들 지역 암석의 성분이 유사하다는 것은 표면이 마그마 바다가 굳으면서 형성됐다는 ‘달 마그마 바다’(Lunar Magma Ocean, LMO) 가설을 뒷받침 한다고 설명했다.



LMO 가설은 달이 형성될 때 서서히 냉각되면서 밀도가 낮은 철 함유 사장암(ferroan anorthosite)은 표면으로 떠오르고 무거운 광물은 가라앉으면서 맨틀이 형성됐다는 내용이다. 해당 가설에 따르면 달의 마그마 바다는 달이 형성된 약 45억 년 전에서 그 후 몇 천만년 또는 몇 억 년 가량 존재했을 것으로 추정된다.

현재 과학자들은 달 표면 토양과 암석의 원소 구성을 정밀 분석하면 달 형성 과정 및 진화 매커니즘에 대한 단서를 얻을 것으로 기대하고 있다.

인도 물리연구소 연구진은 “찬드라얀-3호에 탑재된 ’알파 입자 X-선 분광기‘(APXS)로 달 암석의 구성 요소를 측정한 것은 남극 고지대에서 실시된 최초의 지상 실측 활동”이라면서 “이번 결과가 달의 기원 및 진화에 대한 전반적인 이해를 높이는 데 중요한 역할을 할 것”이라고 설명했다.

자세한 연구결과는 세계적인 과학 저널 네이처(Nature) 최신호(22일자)에 실렸다.

송현서 기자