"멸종, 끝장난다"…지구로 향하는 소행성, NASA는 어디까지 대응 가능할... > IT/과학기사 | it/science

이번 주 눈길을 끌었던 과학 뉴스 중 하나는 바로 ‘소행성 충돌’입니다. 기초과학연구원IBS 연구진이 지름 500m에 달하는 소행성 ‘베누’가 지구에 충돌할 때 어떤 일이 일어날지 시뮬레이션했는데요. 이 결과와 함께, 소행성 충돌을 막을 방법은 없는지, 현재 어떤 단계인지 알아보도록 하겠습니다.

직경 500m의 소행성 베누는 2182년, 지구와 충돌할 확률이 0.037%라고 합니다. 100년 뒤의 일인 만큼 우리 세대와는 상관없지만, 후손들은 ‘조금’ 걱정이 들기도 할 것 같네요. 0.037%는 2700분의 1로 로또 당첨 확률보다는 상당히 큰 수준입니다. 하여튼 IBS 연구진은 베누가 지구와 충돌했을 때 과연 어떤 일이 일어나는지를 연구해 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 발표합니다.




베누가 지구와 충돌하면 먼저 엄청난 먼지가 지구를 뒤덮습니다. 예상되는 양은 1억~4억t인데요. 성층권에 이 먼지가 도달하게 되면 태양 빛이 지표로 들어오는 것을 막게 됩니다. 결국 지구의 온도는 약 4도 가량 떨어지게 되고 이에 따라 강수량 역시 평소보다 15% 가량 줄어드는 것으로 나타났습니다. 이에 따라 육지의 가뭄은 심해지고요. 대기 내 먼지가 태양광을 반사하는 ‘충돌 겨울’ 현상이 발생하게 됩니다.

이와 함께 성층권 온도가 상승합니다. 이로써 오존층 파괴가 촉진되고 전 지구의 평균 오존층 농도는 32% 감소한다는 결과가 나옵니다. 어지러워진 환경에 육상 식물의 광합성 생산량은 36% 감소하고 해양 생물의 생산성 또한 25% 감소하게 됩니다.

남극해와 동태평양은 영양소가 풍부하지만 ‘철’이 부족해 규조류와 같은 해양 식물플랑크톤의 성장이 제한되는 지역입니다. 하지만 소행성이 충돌하면 대기 중에 퍼진 먼지가 해양으로 침전되면서 철분 공급이 급격히 증가하게 되고, 이는 규조류의 성장을 촉진하는 원인으로 작용합니다. 규조류 성장이 급증하면 일정 기간이 지난 후 대량 폐사하게 되고 유기물이 바닷속에 가라앉게 됩니다. 이를 분해하기 위해 미생물은 산소를 과다 소비하게 되고 해양 생태계가 파괴될 수 있습니다.

비슷한 연구는 여럿 있습니다. 6600만년 전 공룡의 멸종을 이끈 소행성 충돌이 대표적입니다. 당시 지름이 약 9km에 달하는 엄청난 소행성이 유카탄반도에 떨어졌는데, 연구에 따르면 공룡을 포함한 지구 생물의 75%가 멸종합니다. 소행성 충돌로 햇빛이 먼지와 에어로졸에 차단되는 충격 겨울이 발생했고 지구의 온도는 최대 11도가 떨어집니다. 생태계는 파괴됐고 특히 광합성에 의존하는 생물들이 대거 멸종하게 됩니다.



1998년에 개봉한 SF영화 ‘아마겟돈’에서는 지구로 향하는 소행성을 폭발하기 위해 NASA가 로켓을 발사하는 장면이 나옵니다. 소행성에 착륙한 뒤, 땅을 판 뒤 핵폭탄을 설치, 소행성을 두 개로 쪼개는 거죠. 현실에서 이를 구현하는 것은 쉽지 않습니다.

그래서 NASA는 새로운 방안을 찾아냅니다. ‘다트DART’라고 불리는 소행성 방향 전환 실험이에요. 소형 우주선을 소행성에 충돌시켜 궤도를 변화시키는 실험입니다. 실제로 2022년 9월 26일, NASA는 DART 우주선을 ‘디모르포스’라는 소행성에 충돌시키는 실험을 진행합니다. 디모르포스는 디디모스라는 더 큰 소행성을 1189m 거리에서 11시간 55분을 주기로 공전하는 소행성으로 너비는 170m입니다. 작은 소행성이죠. 충돌 이후 DART의 공전 주기가 변하는 것을 실제로 확인하게 돼요.

충돌이 있고 난 뒤 디모르포스의 공전 주기는 11시간 55분에서 11시간 23분으로 줄었다고 합니다. 작은 실험이지만 가능성을 확인한 겁니다. 이 밖에도 레이저를 쏘거나 혹은 우주선을 소행성 옆에 나란히 움직이도록 해 끌어당기는 힘을 만들어 궤도를 바꿀 수 있다는 연구도 있습니다. 다만 아직 실제로 확인한 적은 없고요.

핵폭탄을 이용하는 것도 방법이 될 수 있습니다. 실제 비슷한 실험이 진행된 적이 있습니다. 미국 새디아국립연구소 연구진은 지난해 9월 핵폭탄이 소행성 근처에서 폭발했을 때, 여기서 발생하는 방사선 펄스고온, 고압의 환경에서 발생가 소행성의 표면을 기화시키고, 이 과정에서 기화된 물질이 한쪽으로 분출되면서 소행성의 궤도를 바꿀 수 있다는 연구 논문을 발표한 적이 있습니다.

실제 실험은 아니지만 진공 환경에 실리카, 석영 소재의 모형 소행성을 만들고 고온의 아르곤 플라스마를 이용, X-선 펄스를 만들었습니다. 실험 결과를 토대로 1Mt 규모TNT 100만t, 히로시마 원폭은 0.015Mt의 핵폭발이 발생하면 너비가 4km 정도 되는 소행성의 궤도를 변경할 수 있다는 결괏값을 얻었다고 합니다.

당장 소행성이 지구로 떨어진다면 어쩔 수 없겠지만 20~30년 정도만 기다리면 과학자들은 인류를 살릴 기술을 찾아낼 것 같습니다.



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