"달 뒷면은 땅부터 달라"…中 창어 6호 토양시료 분석 > IT/과학기사 | it/science

달의 뒷면은 앞면과 다른 방식으로 형성된 것으로 밝혀졌다. 지난해 6월 중국의 달 탐사선 창어 6호가 세계 최초로 달 뒷면의 토양 샘플을 가져왔다. 중국 연구진은 뒷면 토양이 앞면과 성분이 다르다는 점을 확인했다. 이번 연구를 계기로 달 전체의 진화 과정에 대한 이해를 넓힐 수 있을 것으로 보인다.

중국 지질과학원과 산둥대 연구진은 “창어 6호가 최초로 달 뒷면에서 채취한 현무암을 분석해 앞면과 다른 지질 형성 과정을 거쳤음을 확인했다”고 국제 학술지 ‘사이언스Science’에 28일 밝혔다.

창어 6호가 수집한 현무암 조각 33개를 분석한 결과, 모두 티타늄 함량이 낮은 ‘저티타늄 현무암’으로, 약 28억2300만년 전에 만들어졌다고 확인됐다. 구성 성분과 형성 시기는 미국의 아폴로 탐사선이 가져온 현무암과 비슷했다.


이와 달리 달 뒷면 토양 시료는 앞면과 달리 칼륨K, 희토류REE, 인P이 풍부한 물질KREEP이 없었다. KREEP은 달 형성 초기에 마그마 바다가 결정화되는 마지막 단계에서 만들어진 잔여물이다. 과거 앞면에서 가져온 달 토양에는 KREEP이 많았다. 달 뒷면은 앞면과는 다른 화산 활동과 지질학적 역사를 가지고 있다고 볼 수 있다.

창어 6호 이전까지 반 세기 넘게 달 탐사는 앞면에 집중됐다. 달은 자전과 공전 주기가 같아 지구에서 항상 앞면만 보인다. 따라서 달 탐사선도 앞면에 착륙해야 통신을 하거나 관측하기 수월했다. 달 앞면은 뒷면보다 표면이 평탄해 탐사선이 착륙하기에도 안전했다.

미국의 아폴로와 구소련 루나, 중국 창어 5호 등이 가져온 달 앞면 토양 시료들은 달 마그마 바다 모델LMO을 설명하는 데 큰 역할을 했다. 이 모델은 달이 생성된 직후 표면이 완전히 녹아 마그마 바다가 형성됐고, 시간이 지나면서 마그마가 냉각돼 결정화가 일어났다고 본다.

하지만 달 앞면의 토양 시료만으로는 달 전체의 지질 역사를 이해하기엔 한계가 있었다. 이번 연구진은 창어 6호 탐사선이 달 뒷면의 남극-에이트켄 분지에서 수집한 토양을 분석해 달 뒷면은 앞면과 다른 형태로 형성됐음을 확인했다.

연구진은 달 뒷면에서 일어난 현상을 밝히기 위해 현무암에서 우라늄과 납의 비율을 분석했다. 달 뒷면 시료는 아폴로 탐사선이 가져온 달 앞면 시료보다 우라늄의 비율이 높았다. 현무암을 형성하는 내부 맨틀이 달 앞면과 뒷면에서 화학적 구성이 달랐다는 점을 의미한다.

연구진은 분석 결과를 토대로 “달 마그마 바다 모델의 마지막 단계인 결정화 이후 남극-에이트켄 분지를 만든 운석 충돌이 일어나 달 내부 구조에 큰 영향을 미쳤을 수 있다”며 “충돌로 인해 달 뒷면의 맨틀이 녹으면서 휘발성 물질이 날아가고 납 성분이 감소했을 수 있다”고 설명했다.

연구진은 “이번 연구는 달 뒷면에 대한 이해를 확장하고, 달의 초기 역사와 달 마그마 바다 모델에 대한 새로운 통찰을 제공한다”며 “향후 남극-에이트켄 분지 외 다른 지역에서도 토양 시료를 채집해 분석하면 달 전체의 지질학적 역사를 이해할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

참고 자료

Science2025, DOI: https://doi.org/10.1126/science.adt3332

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홍아름 기자 arhong@chosunbiz.com