바위가 물과 공기에 노출돼 부서지고 녹는 암석 풍화는 지구의 천연 온도조절 장치다. 규산염 광물이 풍화되면 대기 중 이산화탄소가 물속에서 중탄산염 형태로 포집되고 이것이 바다로 흘러들어가 기온을 낮추는 식이다. 문제는 이런 순환이 수십만 년 단위로 움직인다는 점이다. 그래서 잘게 부순 규산염 암석을 농경지나 바다에 뿌리는 ‘강화 암석 풍화’(ERW)가 등장했지만 이것 역시 진행 속도가 생각만큼 빠르지 않아 경제성을 확보하지 못했다. 이런 가운데 미국 하버드대 의대 시스템생물학과, 하버드대 와이스 생명공학 연구소, 스탠퍼드대 지구시스템과학과 공동 연구팀은 미생물을 이용해 바위가 잘게 부서지고 녹는 암석 풍화 속도를 높여 대기 중 이산화탄소를 제거하는 방식을 개발했다고 30일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’ 8월 28일 자에 실렸다. 연구팀은 세균이 철을 확보하려고 분비하는 작은 분자인 ‘시데로포어’에 주목했다. 감람석 같은 규산염 광물이 녹으면 마그네슘, 철, 규산이 나오는데 이때 방출된 철이 공기와 만나면 물에 녹지 않는 산화철이 돼 광물 표면을 코팅한다. 일종의 녹인데 이 녹층이 더 이상의 용해를 막아 풍화 속도를 떨어뜨린다. 시데로포어는 이 녹을 다시 녹이는 일종의 광물 표면의 녹을 벗겨내는 역할을 한다. 연구팀은 자체 제작한 생물반응기를 이용해 자연 상태의 세균이 언제 시데로포어를 만드는지 분석했다. 그 결과 철이 든 광물이 아주 조금만 있어도 시데로포어 생산이 완전히 멈춰버린다는 사실을 확인했다. 이에 연구팀은 해양세균 중 하나인 ‘알테로모나스 마클레오디’의 유전자를 조작해 주변 철 농도와 무관하게 시데로포어를 계속 만들도록 했다. 연구팀은 이렇게 유전자 조작된 시데로포어를 바닷물 환경에서 실험했다. 연구팀은 감람석 모래 수 ㎏을 보스턴 항에서 길어온 정제하지 않은 바닷물에 잠기게 한 뒤 소형 생물반응기 여러 대를 가동했다. 그 결과 풍화 속도가 2.6배 증가하고 반응기 기준으로 하루에 대기 중 이산화탄소 0.5g을 흡수했다. 하루 0.5g은 성인 한 명이 약 15분 동안 내쉬는 이산화탄소 수준이다. 연구를 이끈 파엘라 실버 하버드대 교수는 “이번 연구는 합성생물학을 이용해 지질학적 시간 규모의 과정을 앞당길 수 있다는 원리를 입증했다는 데 의미가 크다”며 “인류가 연간 배출하는 이산화탄소가 수백억t이라는 점을 감안할 경우 실용성을 확보하기 위해서는 경제성 있는 먹이, 광물 공급원 확보, 유전자변형 미생물을 실제 해양 환경에 적용할 때 발생할 수 있는 문제점 등에 대해 추가 연구가 필요하다”고 말했다.

태양계에서 가장 가까운 이웃별은 ‘알파 센타우리 삼중성계’다. 2개의 별이 서로를 공전하는 ‘알파 센타우리 A·B’ 주변을 작은 적색왜성인 ‘프록시마 센타우리’가 공전하고 있다. 프록시마 센타우리b는 지구형 외계 행성을 거느리고 있어 현재 과학계에서 초미의 관심사가 되고 있다. 하지만 이에 비해 상대적으로 주목을 받지 못한 행성계가 바로 두 번째로 가까운 별인 ‘버나드 별 행성계’다. 버나드 별은 지구에서 5.96광년 떨어져 있는데, 너무 어두워서 천문학자들도 1916년에야 이 별을 발견했을 정도이다. 버나드 별의 질량은 태양의 16%에 불과한 수준이다. 그런데 과학자들은 최근 이 버나드 별이 생각보다 많은 행성을 거느리고 있다는 사실을 발견했다. 지난해에 발견된 4개 행성은 모두 지구와 금성보다 작지만 화성보다는 큰 암석형 행성들로 버나드 별 주변에 바짝 붙어 공전하고 있다. 공전 주기는 가장 안쪽 행성은 2.3일, 가장 긴 행성도 6.7일에 불과하다. 가장 안쪽에서 바깥쪽 행성의 공전궤도 거리는 300만km에 불과하다. 버나드 행성계의 가장 바깥쪽 행성조차도 수성보다 10배나 더 가까이 모항성을 공전한다. 이렇게 별에 바짝 붙어 공전하는 특징 때문에 과학자들은 버나드 행성계의 외계 행성계를 연구하는 데 어려움을 겪고 있다. 행성의 희미한 빛이 강한 별빛에 가려 직접 관측이 매우 어렵기 때문이다. 케임브리지 천문학 연구소의 잰더 번과 동료들은 행성 대신 버나드 별의 화학적 구성을 분석해 버나드 행성계에 대한 중요한 정보를 알아냈다. 행성은 별이 생성될 때 같은 분자 구름에서 나온 물질이 주변에 모여 생성된다. 따라서 별의 구성 성분을 분석하면 행성의 구성 성분도 어느 정도 유추할 수 있다. 연구팀은 버나드 별이 마그네슘이 매우 풍부하다는 점에 주목했다. 마그네슘은 지구에서 ‘감람석’과 같은 암석을 만드는 주요 원소다. 감람석은 마그네슘과 철이 포함된 규산염 광물로 지구 내부 상부 맨틀을 구성하는 주요 광물이다. 하지만 연구팀에 따르면 버나드 행성계의 환경에서 마그네슘은 염화 광물인 ‘페리클라세’ 형태로 존재할 가능성이 높다. 감람석은 지구에서 물을 저장하는 주요 광물이지만, 페리클라세는 물을 잘 저장하지 않기 때문에 연구팀은 이 행성들이 지구와 달리 건조한 행성일 가능성이 높다고 보고 있다. 더 나아가 별에서 너무 가까운 탓에 강한 항성풍에 의해 대기가 모두 날아가 생명체가 살 수 없는 뜨겁고 건조한 행성일 가능성이 크다. 그런데 더 흥미로운 대목은 이렇게 좁은 공간에 조밀하게 4개의 행성이 존재하는데도 충돌하지 않고 안정적으로 공전하고 있다는 것이다. 버나드 별의 나이는 거의 100억 년에 가까운 것으로 추정되기 때문에 행성계의 나이도 비슷하다면 아주 오랜 세월 잘 유지된 셈이다. 연구팀은 그 이유로 마치 악보처럼 박자에 맞춰 움직이는 행성계의 공명을 들었다. 안쪽 세 행성의 공전 주기는 9:12:16의 비율을 이루는데, 덕분에 완벽한 하모니를 이루면서 오랜 세월 부딪히지 않고 공전할 수 있다. 참고로 이 행성들은 공전 주기와 자전 주기가 동조화되는 조석 고정까지 이뤄져서 행성의 한쪽은 영원히 별을 바라보는 낮이고 반대쪽은 영원한 밤이다. 버나드 행성계 자체는 생명체가 살 수 없는 환경이지만, 가까운 거리에 이렇게 암석 행성이 흔하다는 점은 우리가 아직 발견하지 못한 지구형 행성들이 다수 존재할 수 있다는 점을 시사한다. 그리고 그 가운데 지구처럼 생명체가 살 수 있는 행성 역시 존재할지도 모른다.

미국 항공우주국(NASA)의 큐리오시티와 퍼서비어런스 로버는 화성 표면을 누비는 ‘이동식 실험실’로서 인류의 화성 탐사에 수많은 과학적 성과를 안겨줬다. 800kg 넘는 무게와 큰 차체 덕분에 다양한 과학 실험 장비를 탑재한 덕분이다. 하지만 너무 느린 속도가 약점으로 지적된다. 화성은 넓은데 로버의 이동 거리는 매우 짧기 때문입니다. 화성 로버들의 이동 속도가 느린 이유는 여러 가지다. 로버의 무게 대비 동력원인 원자력 전지(RTG)의 출력이 낮은 데다, 지구에서 직접 통제를 받다 보니 통신 지연 시간이 발생합니다. 지구와 화성 사이의 거리에 따라 신호를 주고받는 데만 짧게는 4분에서 길게는 22분 이상(왕복 기준 최대 44분 이상) 소요돼 즉각적인 대응이 불가능합니다. 여기에 바퀴를 이용해 이동하는 특성상 화성의 거친 암석 지형을 지날 때 전복이나 파손을 막기 위해 극도로 신중하게 움직여야 한다. 한 번 고장 나면 수리가 불가능하니 최대한 조심해서 조금씩 움직일 수밖에 없는 것입니다. 이러한 기존 탐사 방식의 한계를 극복하기 위해 가브리엘라 리게자 박사(유럽우주국 ESA 박사후 연구원)가 이끄는 연구팀은 새로운 대안을 제시했다. 화성의 험난한 지형을 자유롭게 돌파할 수 있는 ‘사족보행 반자율 로봇’을 이용하는 것입니다. 연구팀은 취리히 연방 공과대학교(ETH Zurich) 로봇 시스템 연구소 및 ETH Zurich Space, 취리히 대학교, 베른 대학교와 협력해 이미 산업계에서 그 성능이 검증된 사족보행 로봇 ‘애니멀(ANYmal)’을 기반으로 한 화성 탐사 모델을 개발하고 있습니다. 최근 발표한 연구에서 애니멀은 미세 현미경 이미지 센서인 ‘MICRO’와 ESA-ESRIC 우주 자원 챌린지를 위해 특수 제작된 ‘휴대용 라만 분광기’를 탑재한 로봇 팔을 장착하고 테스트를 진행했습니다. 연구팀은 바젤 대학교 내에 조성된 모의 화성 환경인 ‘마스레이버(Marslabor)’에서 이 사족보행 로봇을 테스트했습니다. 이 로봇이 네 다리를 이용해 울퉁불퉁한 지형을 쉽고 안전하게 이동할 수 있는지 검증하는 것과 함께 연구팀의 중요한 목표는 인간의 지시를 기다리지 않고 스스로 탐사했을 때 진짜 속도가 더 빠르고 충분한 과학적 성과를 거둘 수 있는지입니다. 연구팀은 전문가가 실시간으로 개입하는 ‘전통적 단일 목표 탐색 방식’과 로봇이 스스로 판단해 여러 지점을 순차적으로 탐사하는 ‘반자율 다중 목표 전략’을 비교했습니다. 연구 결과 반자율 임무의 속도가 훨씬 빠른 것으로 나타났습니다. 인간이 대략적인 목표 영역만 지정해 주면 로봇이 스스로 임무를 수행하는 반자율 방식은 완료까지 약 12~23분이 소요된 반면, 사람이 모든 과정을 직접 조종했을 때는 유사한 임무에 41분이 걸렸습니다. 속도는 두 배 이상 빨라졌지만, 과학적 분석의 정확도와 성공률은 높은 수준을 유지했습니다. 좀 더 구체적으로 설명하면 애니멀은 자율적으로 목표물을 선정해 접근한 뒤, 로봇 팔을 이용해 장비를 배치하고 분석된 이미지와 스펙트럼 데이터를 전송하는 데 성공했습니다. 특히 탄산염암이나 현무암뿐 아니라 행성 탐사에서 핵심 자원으로 꼽히는 감람석, 사장석 등 다양한 암석 유형을 정확히 구분해냈습니다. 또 로봇이 탐사한 루틸과 같은 산화물이나 달의 구성 성분과 유사한 사장석 등은 향후 우주 거주지 건설이나 자원 확보 임무에서 매우 유용한 정보가 될 수 있습니다. 이번 연구는 미래 화성 및 달 탐사에서 인공지능(AI) 기반의 자율 혹은 반자율 로봇이 탐사 기간을 단축하거나 같은 기간에 더 많은 성과를 거둘 수 있음을 보여줬습니다. 물론 아직은 연구 단계로 바로 인공지능 로봇을 화성에 투입하는 것은 아니지만, 미래 화성 탐사에서 상당히 유망한 신기술이 될 가능성이 높아졌습니다. 이 연구 결과는 국제 학술지 ‘우주 기술 프런티어(Frontiers in Space Technologies)’ 2026년 최신호에 게재됐습니다.

국내 과학자가 주도한 국제 공동 연구팀이 별이 생성될 때 규산염이 결정화되는 과정을 밝혀냈다. 이정은 서울대 교수팀은 미국, 중국, 캐나다, 일본, 네덜란드 6개국 과학자들과 함께 별이 생성될 때 규산염이 결정화되는 과정을 관측하는 데 성공하고, 연구 결과를 과학 저널 ‘네이처’ 1월 22일 자에 발표했다. 지구 지각을 구성하는 물질 중 약 90%를 차지하는 규산염은 지구형(암석형) 행성과 혜성을 구성하는 핵심 성분이다. 규산염의 결정질 형태는 600도 이상 고온에서만 형성된다. 문제는 결정질 규산염이 극도로 차가운 태양계 외곽에서 형성된 혜성에서도 흔히 발견됐다는 점이다. 최근 연구들에서 별 형성은 연속적 과정이 아닌 폭발적 질량 유입이 반복되는 방식으로 진행되며, 이 과정에서 원반을 고온으로 가열해 규산염 결정화를 유도할 가능성이 제기됐다. 연구팀은 이를 확인하기 위해 미국항공우주국(NASA)의 제임스 웹 우주망원경(JWST)에 탑재된 중적외선 분광기(MIRI)로 뱀자리 성운에 있는 태아별 ‘EC 53’을 관찰했다. EC 53은 18개월 주기로 반복적으로 밝아지는 별로, 폭발기와 휴지기를 명확히 구분할 수 있는 천체다. 관측 결과 폭발 단계에서만 약 10㎛(마이크로미터) 대역에서 결정질 감람석과 결정질 휘석의 특징적 스펙트럼을 검출했다. 반면 상대적으로 낮은 온도를 추적하는 18㎛ 대역에서는 결정질 성분 스펙트럼을 볼 수 없었다. 이는 규산염 결정화가 태아별에 가까운 뜨거운 원반 안쪽에서 새롭게 형성된다는 점을 의미한다. 또 원반풍이 고온의 안쪽 원반 표면에서 형성된 결정질 규산염을 들어 올려 차가운 원반 외곽으로 운반할 수 있는 물리적 경로도 확인했다. 원반풍은 새로 탄생한 별 주위를 둘러싸고 있는 가스와 먼지로 이뤄진 회전 원반에서 불어 나오는 바람을 말한다. 연구를 이끈 이정은 서울대 물리천문학부 교수는 “이번 연구는 별 형성의 초기 단계에서 발생하는 폭발적 질량 유입이 규산염을 결정화하고, 형성된 결정질 규산염이 원반 외곽으로 이동할 수 있음을 관측으로 처음 입증했다는 점에서 중요한 의미를 갖는다”고 설명했다.

국내 과학자들이 주도한 국제 공동 연구팀이 별이 생성될 때 규산염이 결정화되는 과정을 밝혀냈다. 서울대, 한국천문연구원, 미국 우주망원경 과학연구소(STSI), 캘리포니아공과대(캘텍) 제트추진연구소(JPL), 항공우주국(NASA) 고다드 우주비행센터, 아메리카 가톨릭대, 중국 베이징대 천문학·천체물리학 연구소, 캐나다 빅토리아대, 일본 도쿄대, 이화학연구소(리켄) 개척연구소, 네덜란드 라이덴대, 라드바우드대 공동 연구팀은 별이 생성될 때 규산염이 결정화되는 과정을 관측하는 데 성공했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 22일 자에 실렸다. 지구 지각을 구성하는 물질 중 약 90%를 차지하는 규산염은 지구형(암석형) 행성과 혜성을 구성하는 핵심 성분이다. 규산염의 결정질 형태는 600도 이상 고온에서만 형성되는 것으로 알려졌다. 문제는 결정질 규산염이 극도로 차가운 태양계 외곽에서 형성된 혜성에서도 흔히 발견됐다는 점이다. 이에 태양계 형성 초기 물질이 어떤 과정을 거쳐 외곽까지 이동했는지는 과학계의 수수께끼 중 하나로 남았다. 난류 혼합, 대규모 물질 수송, 국지적 가열 현상 등 가설이 제기됐지만, 실제 별이 형성되는 현장에서 규산염이 언제, 어디서 결정화되고 이동하는지를 직접적으로 보여주는 관측 증거는 부족했다. 별 형성 초기인 태아별 단계에서는 두꺼운 가스와 먼지층 때문에 관측이 어려워 규산염의 광물적 진화를 밝혀내기 쉽지 않았다. 최근 연구들에서 별 형성이 연속적 과정이 아닌 폭발적 질량 유입이 반복되는 방식으로 진행되며, 이 과정에서 원반을 고온으로 가열해 규산염 결정화를 유도할 가능성이 제기됐다. 이에 연구팀은 폭발적 질량 유입이 규산염 결정화를 일으키는지, 형성된 결정질 규산염이 혜성 영역까지 이동할 수 있는지 주목했다. 연구팀은 2021년 12월 25일 발사된 나사의 제임스 웹 우주망원경(JWST)에 탑재된 중적외선 분광기(MIRI)를 이용해 뱀자리 성운에 있는 태아별 ‘EC 53’을 관찰했다. EC 53은 18개월 주기로 반복적으로 밝아지는 태아별로, 폭발기와 휴지기를 명확히 구분할 수 있는 천체다. 이런 주기성 덕분에 같은 천체를 서로 다른 물리적 상태에서 직접 비교 관측할 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 JWST의 MIRI로 EC 53을 휴지기와 폭발기에 각각 관측했다. 그 결과 폭발 단계에서만 약 10㎛(마이크로미터) 대역에서 결정질 감람석과 결정질 휘석의 특징적 스펙트럼을 검출했다. 반면 상대적으로 낮은 온도를 추적하는 18㎛ 대역에서는 결정질 성분 스펙트럼을 볼 수 없었다. 이는 규산염 결정화가 태아별에 가까운 뜨거운 원반 안쪽에서 새롭게 형성된다는 점을 보여준다. 또 원반풍이 고온의 안쪽 원반 표면에서 형성된 결정질 규산염을 들어 올려 차가운 원반 외곽으로 운반할 수 있는 물리적 경로를 제공한다고 밝혔다. 원반풍은 새로 탄생한 별 주위를 둘러싸고 있는 가스와 먼지로 이뤄진 회전 원반에서 불어 나오는 바람을 말한다. 연구를 이끈 이정은 서울대 물리천문학부 교수는 “이번 연구는 별 형성의 초기 단계에서 발생하는 폭발적 질량 유입이 규산염을 결정화하고, 형성된 결정질 규산염이 원반 외곽으로 이동할 수 있음을 관측으로 처음 입증했다는 점에서 중요한 의미를 갖는다”며 “이번에 활용한 연구 방법은 태양계뿐 아니라 다른 항성 주위의 행성계 형성 과정에도 보편적으로 적용될 수 있으며, JWST를 활용한 시계열 관측 연구의 중요한 기준점이 될 것”이라고 설명했다.

포르투갈과 스페인의 밤하늘을 밝히는 청록색 불덩이 대형 유성 영상이 인터넷을 달구고 있다. 이 같은 대형 유성을 화구(火球)라고 한다. 지난 유성은 19일 오후 6시 46분 스페인 카세레스에서 카메라로 불덩어리를 포착한 유럽우주국(ESA)에 의해 확인됐다. 지난 18일 ESA는 이 불덩어리가 시속 약 16만km, 즉 록히드마틴 F-16 전투기의 최고 속도보다 65배 빠른 속도로 스페인-포르투갈 상공으로 날아간 혜성의 조각임을 확인했다. ESA는 유성이 지구 상공 약 60km 고도의 대서양 상공에서 완전히 타버렸을 가능성이 있다고 덧붙였다. 수천 명의 소셜 미디어 사용자들이 엑스, 페이스북, 레딧 등 다양한 SNS를 방문하여 밝은 불덩이에 대해 토론하며 놀라운 이미지와 비디오를 공유했다. ESA는 엑스 피드에 “스페인 카세레스에 있는 ESA의 화구 카메라가 어젯밤에 놀라운 유성을 발견했다. 우리 행성방위청은 현재 물체의 크기와 궤적을 분석하여 물질이 표면에 도달할 가능성을 평가하고 있다”고 밝혔다. 현지 언론사 ‘노바 포르투갈’도 다양한 위치에서 촬영한 불덩어리 영상을 공유하며 “지난 저녁 포르투갈 하늘을 푸른색으로 밝게 물들인 운석은 주민들을 놀라게 했다. 수천 명의 포르투갈 인들이 소셜 네트워크에서 이 사건에 대한 반응을 공유했다”고 보도했다. 이와 같은 ‘유성’은 소행성, 혜성, 달 또는 다른 행성과 같은 더 큰 천체에서 떨어져나온 조각들이 빠른 속도로 지구 대기로 돌입해 대기와의 마찰로 불타는 것을 일컫는다. 유성체 또는 별똥별이라고도 한다. 이런 방식으로 지구로 유입되는 성간 물질의 90~95%는 지상에 도달하기 전 모두 타버리고 만다. 그리고 덩어리가 커서 미처 다 타지 못하고 지상에 떨어지는 경우도 있는데, 이것을 운석이라 한다. 운석이 땅에 떨어지면 일반적으로 먼지나 매우 작은 입자 형태를 띠지만, 그중에는 수십 내지 수 미터나 되는 큰 운석도 있다.다양한 화학원소를 사용하여 다양한 색상의 불꽃놀이를 생성하는 것처럼 이 화구의 색상은 해당 물질의 화학적 구성을 나타낸다. 불덩어리의 밝은 파란색/녹색 섬광은 마그네슘이 연소되고 있음을 나타낸다. 마그네슘을 함유하는 것으로 알려진 운석의 한 유형은 감람석이라고 불리는 마그네슘-철 규산염의 한 형태인 커다란 올리브 녹색 결정을 포함하는 석철(石鐵) 운석의 일종인 ‘팰러사이트’이다. 팰러사이트의 기원은 다소 신비롭지만, 과학자들은 소행성이 녹아 밀도가 높은 물질이 중심부로 가라앉을 때 팰러사이트가 형성될 수 있다고 생각한다. 팰러사이트는 소행성의 금속 핵과 규산염, 감람석이 풍부한 맨틀 사이의 경계에서 나올 수 있다. 만약 그렇다면 팰러사이트는 과학자들에게 약 45억 년 전에 지구와 같은 암석 행성이 태양계에서 어떻게 형성되었는지에 대해 많은 것을 가르쳐줄 수 있다. 물론, 이 운석은 아직 팰러사이트로 확인되지 않았으며, 과학자들은 이 운석 중 어떤 것이 실제로 땅에 도달했는지 파악하지 못하고 있다.

미국항공우주국(NASA)의 화성탐사 로버 퍼서비어런스가 화성에서 생명체의 구성요소인 유기화학물질을 발견했다. 퍼서비어런스는 화성의 고대 호수였던 예제로 크레이터의 바닥에서 조사한 일부 암석에서 탄소 함유 유기화학 물질을 확인했다고 미션 팀원들이 12월 15일(미국동부시간) 발표했다. 하지만 이것이 화성 생명체의 탐지를 의미하는 것은 아니다. 유기물은 생물학적 과정뿐 아니라 비생물학적 과정 으로도 생산될 수 있으며, 이번에 발견된 유기화학 물질이 어떤 과정에서 유기 화합물을 생성했는지 파악하려면 더 많은 작업이 필요하다. 퍼서비어런스는 빠르면 2031년에 NASA-유럽 우주국의 공동 작업으로 지구로 운반할 샘플을 수집하고 있다. NASA 제트추진연구소(JPL)의 루터 비글은 성명을 통해 "샘플이 지구로 반환될 때까지 해결되기 힘든 문제이지만 유기물의 보존된 상태는 매우 흥미진진하다"고 말했다. 퍼서비어런스의 셜록(SHERLOC/Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals) 기기의 수석 연구원인 비글은 "이 샘플이 지구로 반환되면 수년 동안 과학적 탐구와 발견의 원천이 될 것"이라고 덧붙였다. ​자동차 크기의 퍼서비어런스는 고대 화성의 큰 호수와 삼각주가 있던 폭 45km의 예제로 크레이터에 지난 2월 착륙했다. 퍼서비어런스는 두 가지 주요 임무를 가지고 있는데, 화성에서 고대 생명체의 흔적을 찾는 것과 인류 최초의 화성 샘플 반환을 위한 자료를 수집하는 것이다. 두 번째 임무를 위해 로버는 43개의 티타늄 튜브를 가져갔으며 그 중 6개는 현재까지 밀봉되어 있다. 봉인된 튜브 중 4개에는 코어 암석 샘플이 들어 있으며, 하나에는 화성 대기 샘플이 있고, 다른 하나는 임무 팀원이 퍼서비어런스가 지구에서 묻혀간 오염물질을 발견하는 데 쓰이는 '검색' 물질을 보유하고 있다고 JPL 관계자는 같은 성명에서 밝혔다. 퍼서비어런스는 화성에서 처음 몇 달 동안 장비와 시스템을 점검한 데 이어 2월에 탐사선과 함께 착륙한 인저뉴어티 헬리콥터의 초기 개척 비행을 지원했다. 또한 6월 초부터는 과학 임무에 집중하기 시작했으며, 그 이후로 상당한 진전을 이루어냈다. 예를 들어, 미션 팀 구성원이 수요일 뉴올리언스에서 열린 미국지구물리학연맹 가을 회의에서 공개한 유기물 발견을 들 수 있다. 셜록(SHERLOC)은 퍼서비어런스가 드릴로 연마한 일부 암석 내부의 유기물과 연마되지 않은 암석 상단의 먼지에서 유기물을 식별했다고 JPL 관계자가 수요일 성명에서 밝혔다. 비글은 2012년 8월부터 154km 폭의 게일 분화구를 탐사해온 NASA의 큐리오시티 탐사선을 언급하며 "큐리오시티는 또한 게일 분화구 내 착륙 지점에서 유기물을 발견했다"면서 "셜록의 기능은 암석 내부의 유기물의 공간적 분포를 매핑하고 그곳에서 발견되는 광물과 유기물을 연관시키는 능력으로, 이것은 유기물이 형성된 환경을 이해하는 데 도움이 된다"고 덧붙였다. 또 다른 퍼서비어런스 장비인 PIXL(X선 지표화학을 위한 행성 장비)은 고대 환경에 더욱 초점을 맞추고 있다. 사우스 세이타라고 불리는 에제로의 한 구역에서 마모된 암석의 PIXL 분석은 휘석 결정과 함께 놀랍도록 풍부한 감람석 결정을 보여주었다고 미션 팀원들이 발표했다. 패서디나에 있는 캘리포니아 공과대학의 퍼서비어런스 프로젝트 과학자인 켄 팔리는 "훌륭한 지질학 학생은 그러한 질감이 천천히 냉각되는 마그마(예: 두꺼운 용암 흐름, 용암 호수 또는 마그마 챔버)에서 결정이 성장하고 정착할 때 형성된 암석을 나타낸다고 말할 것"이라고 같은 성명에서 밝혔다. 팔리 박사는 "그 후 암석은 물에 의해 여러 번 변형되어 미래 과학자들이 예제로에서 발생한 사건의 연대를 측정하고, 표면에 물이 흔했던 시기를 보다 잘 이해하고 행성의 초기 역사를 밝힐 수 있는 보물 창고가 되었다"면서 "화성 샘플 반환에는 선택할 수 있는 훌륭한 것들이 있을 것!이라고 기대를 나타냈다. 퍼서비어런스가 계속해서 예제로의 상태를 측정해간다면 앞으로 몇 달, 몇 년 동안 그 퍼즐과 다른 많은 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이러한 탐사는 화성 지하로 확장될 것이며, 또한 임무 팀은 로버의 지표 관통 레이더 장비의 데이터를 사용하여 생성된 최대 10미터 깊이의 지하 스냅샷인 최초의 퍼서비어런스 '레이더그램'을 발표했다. JPL 관계자는 성명에서 "표면 아래에서도 지질학적 특징을 관찰할 수 있는 능력은 화성에서 팀의 지질학적 매핑 능력에 새로운 차원을 추가한 것"이라고 밝혔다. 

미 항공우주국(NASA)의 화성탐사로보 퍼서비어런스가 또다시 화성 암석 표본 채취에 성공했다. 지난 16일(현지시간) NASA는 퍼서비어런스가 화성 표면을 뚫고 채취한 암석 시료가 티타늄 관(샘플 튜브) 안에 담긴 모습을 사진으로 공개했다. 약간의 녹색빛을 띄는 이 암석은 화성에 흔한 감람석으로 마그네슘과 철을 함유한 규산염 광물이다. 이렇게 퍼서비어런스가 샘플 채취에 나서는 것은 화성에서의 고대 생명체 흔적을 찾는 '첫번째 단추'이기 때문이다. 퍼서비어런스는 여기서 얻어진 샘플 데이터를 전송하는데, 특히 2031년에는 유럽우주국(ESA)과 공동 발사할 탐사선이 직접 이 샘플을 가지고 지구로 돌아와 본격적인 분석이 이루어질 전망이다.NASA의 ‘화성 2020 미션’의 핵심인 퍼서비어런스는 지난해 7월 30일 미국 플로리다주 케이프커내버럴 공군기지에서 아틀라스-5 로켓에 실려 발사된 후 204일 동안 약 4억 6800만㎞를 비행해 화성의 고대 삼각주로 추정되는 예제로 크레이터에 안착했다. 현재까지 퍼서비어런스는 예제로 크레이터의 지질학적 특성과 과거 환경 등을 파악하고 고대 미생물의 흔적을 찾고 있으며 암석 시료 채취는 그 작업의 핵심 중 하나다. 한편 퍼서비어런스는 역사상 기술적으로 가장 진보한 탐사로보로 평가받고 있다. 각종 센서와 마이크, 레이저, 드릴 등 고성능 장비가 장착됐으며, 카메라는 19대가 달렸다.

지금까지 가장 깊은 곳에서 일어난 지진은 6년 전 일본 오가사와라 제도 인근에서 발생한 것이라는 연구 결과가 나왔다. 미 애리조나대 등 연구진은 2015년 5월 30일 오가사와라 제도 인근에서 지진이 발생했을 때 일본 지진계 네트워크가 수집한 데이터를 분석해 진원의 깊이가 약 751㎞에 달했다고 밝혔다. 당시 지진의 규모는 최대 7.9(미국 기준)로, 진앙지는 오가사와라 제도 서쪽 앞바다였다. 과학자들은 이와 같은 심발지진이 지표로부터 약 300~700㎞ 깊이 범위에서 발생해 이보다 깊은 곳에서 일어날 가능성은 낮다고 여겼다. 하지만 오가사와라 지진이 일어났을 때 깊이는 751㎞에 달하고 그 부근에서 여진이 계속 일어났다는 것이다.대부분의 지진은 지표부터 몇십 ㎞ 이내인 지각과 상부 맨틀 사이에서 일어나지만, 당시 지진은 온도와 압력이 너무 강해 암석층이 휠 만큼 하부 맨틀에도 영향을 줬다. 보도에서는 진원의 깊이가 약 678㎞에 이른다고 전해졌지만, 이번 연구로 그 깊이는 최대 73㎞ 더 깊어졌다. 미 지진학자 더글러스 윈스 워싱턴 세인트루이스대 교수는 “이번 결과는 하부 맨틀에서 지진이 일어났다는 점을 보여주는 가장 명확한 증거”라고 내셔널지오그래픽에 말했다. 윈스 교수는 이 연구에 참여하지는 않았다.하부 맨틀은 지구 맨틀의 아래쪽 액체 부분으로 그 밑에는 핵이 있다. 그리고 하부 맨틀의 윗부분은 상부 맨틀로 이는 지각과 맨틀 일부로 이뤄진 암석권과 부분 용융 상태의 연약권, 그리고 암석 상태로 지진파의 속도가 변하는 전이대로 이뤄져 있다. 하부 맨틀과 맨틀 전이대의 경계선에 관한 정확한 깊이는 세계적으로 다르지만, 평균적으로 660㎞인 것으로 알려졌다.2015년 오가사와라 지진과 같은 심발지진은 매우 드물게 일어나며 그 흔들림은 진앙 위의 지표 부근보다 먼 곳에서 잘 느낄 수 있다. ‘글로벌 센트로이드 모멘트 텐서’(GCMT) 데이터베이스에 따르면 1976년부터 2020년까지 기록된 중간 규모의 지진 5만6832회 중 70㎞(상부 맨틀)보다 깊었던 지진은 18%에 불과했다. 300㎞ 이하 깊이의 지진은 이보다 더 적은 4%도 안 되는데 이 깊이는 일반적으로 심발지진인지를 확인하기 위한 경계선으로 사용된다. 심발지진은 깊은 곳에 원인이 있어도 지각과 상부 맨틀에서 일어난 지진만큼 큰 피해를 주지는 않는다. 하지만 2015년 하부 맨틀에서 일어난 지진의 원인은 여전히 수수께끼에 쌓여 있다. 지진은 해양판과 대륙판이 충돌할 때 상대적으로 무거운 해양판이 가벼운 대륙판 밑으로 밀려 들어가는 섭입대에서 일어난다는 점을 잘 알려진 사실이다. 지진은 보통 지각판이 만나는 단층선상에서 강하게 일어나지만, 관측 기기에 등록된 작은 진동은 판의 중앙에서도 발생할 수 있다. 심발지진은 근현대나 고대의 섭입대 근처에서 발생하는 것으로 여겨진다. 맨틀 전이대의 지진은 암석을 형성하는 광물인 감람석의 변화로 일어날 수 있다. 맨틀 전이대에서는 감람석의 결정 구조가 더는 안정되지 않아 암석에 균열이 생겨 빠르게 변형돼 심발지진을 일으킨다. 하지만 더 아래 맨틀에서는 또 다른 광물인 브리지머나이트(bridgmanite)가 조성을 지배하기 시작하는 데 이는 지진 유발에 관한 다른 설명이 있어야 한다는 점을 뜻한다. 연구진은 한 가지 가능성을 제시했다. 규모 7.9의 지진으로 인한 작은 여진이 하부 맨틀의 윗부분을 관통한 태평양 해저의 갈라진 바닥 부근에서 발생했다는 것이다. 연구진은 당시 큰 지진으로 부서진 슬랩(섭입하는 해양판)의 일부가 아주 약간 침하돼 하부 맨틀에 응력이 집중됐을 가능성이 있다고 주장했다. 연구진은 논문을 통해 “지구 내 약 60㎞ 깊이 이하의 지진 원인은 거의 한 세기 동안 논의돼 왔다. 이 연구는 하부 맨틀의 지진을 최초로 감지한 것”이라면서 “이런 관측은 지구 깊은 곳에서 지진을 일으키는 메커니즘에 관한 새로운 지식을 제공한다”고 밝혔다. 자세한 연구 결과는 미국 지구물리학회(AGU)가 발간하는 학술지 ‘지구물리학연구회보’(Geophysical Research Letters) 최근호에 실렸다.

지구상에서 발견된 것 중 역대 가장 큰 화성의 운석이 박물관을 통해 일반에 공개됐다. 3일(이하 현지시간) BBC뉴스 등 외신은 세계에서 가장 큰 화성 운석이 1일 부터 미국 메인 광물 및 보석 박물관에서 전시 중이라고 보도했다. 여러 다른 운석들과 함께 전시 중인 이 화성 운석의 이름은 발견지의 이름을 따 '타우데니 002'라 불리며 무게가 14.5㎏, 가장 넓은 지점의 폭은 25㎝에 달한다. 이 운석은 과거 말리에 위치한 사막에서 발견됐으며 지난 4월 세계적인 운석 수집가인 대릴 피트에 사들이며 주인이 바뀌었다. 이후 전문가들에 의해 이 운석에 대한 분석이 이루어졌고 화성 운석의 한 종류인 셔고타이트(shergottite)로 확인됐다. 이 운석 분석에 참여한 뉴멕시코 대학 칼 에이지 교수는 "운석 성분을 분석한 결과 감람석, 휘석 등이 함유돼 지금까지 알려진 화성 광물과 완벽하게 일치한다"면서 "성분을 비추어 보면 약 1억 년 전 화성에서의 화산 폭발로 형성됐을 가능성이 높다"고 설명했다. 특히 화성 운석은 연구 가치 뿐 아니라 그 희귀함 때문에 가치가 높다. 에이지 교수에 따르면 현재 지구에는 약 300여 개의 화성 운석이 있으며 총 무게는 약 227㎏ 정도로 이중 일부는 수집가들에 의해 종종 나뉘어져 거래된다. 에이지 교수는 "타우데니 002가 지구에 떨어지는 것은 목격되지 않았으나 100년 이상은 됐을 것"이라면서 "이 화성 운석보다 더 큰 운석이 남극, 사하라 사막, 바다 밑바닥에 묻혀있을 것"이라고 밝혔다.한편 지난 3월 텍사스주 댈러스의 헤리티지 옥션이 주최한 경매에서 총중량 231.8g인 주먹 만한 화성 운석 한쌍이 18만7500달러(약 2억1000만원)에 팔린 바 있다. 운석이 이렇게 높은 가격에 거래되는 이유는 희귀성 때문이다. 운석은 흔히 말하는 별똥별, 곧 유성체가 타다 남은 암석을 말한다. 지구상에 떨어지는 대부분의 운석은 지구에서 약 4억㎞ 떨어진 화성과 목성 사이에 위치한 소행성대에서 온다. 다만 운석의 기원이 화성인 경우 현재까지 인류가 구할 수 있는 유일한 화석 암석 샘플이라는 점에서 가치가 더욱 높다.

지구의 이웃 행성인 화성에서 날아온 운석 한 쌍이 각각 18만7500달러(약 2억1000만원)에 팔렸다. 22일(이하 현지시간) 미국 예술·골동품 전문지 ‘앤티크스 앤드 디 아츠’(Antiques and the Arts) 보도에 따르면, 지난 19일 텍사스주 댈러스의 헤리티지 옥션이 주최한 경매에 나온 주먹만 한 두 운석이 이날 공동 최고가를 기록했다. 2001년 발견된 화성 운석 ‘NWA 1950’은 레어조라이트(감람석, 단사 휘석, 사방 휘석이 주 구성 광물인 초염기성암) 석질 셔고타이트(shergottite)로 분류된다. 지금까지 발견된 화성 운석 가운데 가장 아름다운 것으로 여겨지는 이 운석은 1908년 출판된 소설 ‘황금 유성의 추격’(La Chasse au météore)을 기념해 쥘 베른이라는 애칭으로 불리고 있다. 경매에 나온 운석은 쥘 베른의 주요 질량으로, 발견된 812g의 총중량 중 231.8g에 해당한다. ‘NWA 2737’로 명명된 또 다른 화성 운석은 무게 185.6g으로, 18세기 프랑스 철학자 드니 디드로를 기념하기 위해 디드로라는 애칭이 붙여진 매우 중요한 운석으로, 총중량은 611g이었다. 모로코에 떨어진 이 운석의 연대는 결정 분석에서 13억6000만 년 전으로 거슬러 올라가며 미국항공우주국(NASA) 웹사이트에도 소개된 적이 있다. 이는 지구상에서 가장 중요한 운석 표본 중 하나로 여겨진다. 이들 운석은 원래 30만 달러에서 50만 달러 사이에 낙찰될 것으로 예상됐지만, 기대에 미치지 못했다.미국 텍사스주 브렌햄에서 발견돼 이른바 브렌햄 운석이라고 불리는 또 다른 운석이 경매에 나왔는데 15만6250달러(약 1억7600만원)에 낙찰돼 이목을 끌었다.이번 경매에는 운석 외에도 여러 화석도 출품됐다. 경매 전부터 주목을 모았던 털매머드의 푸른 엄니 화석은 5만5000달러(약 6200만원)에 팔렸다. 이는 화석화 과정에서 광물인 남철석으로 교체됨에 따라 녹색을 띤 푸른색을 머금어 커다란 바다라는 의미로 ‘더 오션’(The OCEAN)이라는 별칭을 지녔다. 몸길이 5.48m의 어룡 화석은 7만5000달러(약 8400만원)에 낙찰됐다. 반면 8000만 년 전 모사사우루스 화석은 유찰돼 오는 4월 중순까지 직접 판매를 진행하는 것으로 전해졌다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주 탐사 역사상 최초로 달의 뒷면에 착륙한 탐사선이 고대의 대충돌로 인해 달 내부에서 방출된 달 맨틀 표본을 발견한 것으로 보인다는 연구 결과가 나왔다. 이 연구는 앞으로 중국의 달 탐사로버 '위투 2호'가 달의 형성과 진화에 관련된 수수께끼를 푸는 데 도움이 될 것으로 예측했다. 이전 연구는 달이 새롭게 형성됐을 무렵, 태양계의 다른 암석형 천체들과 마찬가지로 고온의 달 표면에는 수백 마일 두께에 이르는 마그마의 바다로 덮여 있었을 것이라고 제안했다. 이 마그마 바다가 냉각되고 굳어짐에 따라 감람석과 같은 철과 마그네슘이 풍부한 고밀도 광물질이 기저부에서 결정화됐고, 사장석과 같은 실리콘과 알루미늄이 풍부한 보다 가벼운 광물질은 표면으로 떠올랐다. 현재 사장석이 달 표면의 98%를 뒤덮고 있는 것은 그 때문이다. 그러나 달의 형성과 진화에 대한 이 우세한 모델은 열띤 토론의 장에 올라 있다. 그것은 모델이 제안한 것처럼 달의 마그마 바다가 과연 광물질들이 분리된 결과로 나타나는 화학적-물리적 특성을 정확히 보여주는 혼합비를 가졌느냐 하는 문제가 여전히 불확실하기 때문이다. 달 초기의 신비를 푸는 데 도움이 되는 한 가지 방법은 달의 지각 아래 맨틀의 암석을 분석하는 것이다. 달의 앞면에서 이뤄진 미국항공우주국(NASA)의 아폴로 미션과 소련의 루나 탐사선은 모두 달의 맨틀 샘플을 채취하는 데 실패했다. 달은 지구와 중력으로 묶인 상태로 공전하므로 항상 한쪽 면만 지구를 향하는데, 이 면을 달의 앞면, 지구에서 안 보이는 면을 달의 뒷면이라 한다. 과학자들은 달의 내부 탐사를 위해 착륙선을 내려 달의 지각을 파는 것보다는 탐사선에서 충격탄을 발사해 달 내부의 암석 파편들을 수거하는 방법을 선호했다. 달의 뒷면 남극 가까이에 고대에 있었던 대충돌로 생겨난 에이트켄 분지가 있는데, 지름 약 2500㎞, 깊이 약 13㎞로 달 표면의 3분의 1을 뒤덮고 있다. "예컨대 에이트켄 분지 같은 매우 큰 충돌 크레이터는 달의 지각을 뚫고들어갔기 때문에 여기서 달 맨틀 샘플을 채취할 수 있다"고 연구에 참여한 중국과학원의 행성과학자 빈 리우 박사는 밝혔다. 현재 중국 과학자들은 위투 2호를 이용해 달의 맨틀에 관한 세부 사항을 최초로 밝혀내고 있다. 지난 1월 창어 4호 착륙선은 달의 남극 에이트켄 분지 안에 있는 186㎞ 너비의 폰 카르만 분화구 바닥에 위투 2호를 배치했다. 여기서 위투 2호는 전형적인 달 표면 물질과 현저하게 다른 광물질을 발견했는데, 연구자들은 72㎞ 떨어진 부근의 핀센 크레이터가 생성될 때 만들어진 것으로 보고 있다. 이 광물에서 반사된 빛의 파장을 분석한 결과, 감람석과 저 칼슘 휘석의 존재가 밝혀졌다. 이는 달의 상부 맨틀의 구성에 관한 모델의 예측과 일치하며, 냉각된 마그마 바다가 달의 표면을 뒤덮었다고 제안하는 달 형성-진화 모델을 뒷받침하는 것이라고 설명하는 빈 리우 박사는 이렇게 덧붙였다. "우리의 궁극적인 목표는달 맨틀 조성의 수수께끼를 풀어내는 것이다" 이번 연구결과는 세계적 학술지 '네이처' 5월 16일자에 게재됐다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

소행성은 무엇으로 만들어졌을까? 그 대부분은 약간의 진흙과 규산염 등이 포함된 암석과 여러 종류의 금속으로 이루어져 있다. 금속 중에는 니켈과 철이 가장 많다. 물론 다른 금속들도 소행성에서 발견되고 있다. 소행성의 몸체는 대개 단단한 편이며, 약 45억 년 이전에 갓 태어난 태양 둘레를 돌던 가스와 먼지로 이루어진 원시 행성의 원반에서 떨어져나온 부스러기들이 만든 것들이다. 이러한 행성 부스러기들은 태양기 초기의 혼돈기에 수없이 서로 부딪치며 덩치를 키워간 끝에 소행성으로 뭉쳐지기에 이른 것이다. 어떤 부스러기들은 초창기 태양 성운 속의 미행성들이 파괴된 것이다. 미행성체들은 끝내 행성으로 성장하지 못한 미숙아라고 할 수 있다. 보다 대규모의 충돌이 이런 미행성체들을 잘게 분쇄했지만, 목성의 거대한 중력으로 인해 다시는 서로 뭉쳐지지 못하고 소행성대를 만들게 된 것이다. 이것이 소행성의 기원이다. 소행성의 구성성분은 주로 태양과의 거리에 의해 결정된다. 태양과 가장 가까운 거리에 있는 소행성은 탄소가 주성분이며, 약간의 질소와 수소, 산소를 포함하고 있는 반면, 태양에서 비교적 멀리 떨어진 소행성들은 규산염 암석으로 이루어져 있다. 규산염은 지구와 태양계에 아주 흔한 물질로, 산소와 실리콘으로 이루어진 화합물이다. 지각을 이루는 물질의 주성분이기도 하다. 금속성 소행성은 80%가 철로 이루어져 있으며, 나머지 20%는 니켈, 이리듐, 팔라듐, 마그네슘, 그리고 값비싼 백금, 금, 오스뮴 같은 금속 등으로 이루어져 있다. 규산염과 금속이 반반으로 이루어진 소행성도 더러 있다. 백금 등속의 금속은 지구에서 가장 귀하고 유용한 원소에 속한다. 소행성에서 백금 등 천연자원을 캐낼 목적으로 설립된 플래니터리 리소시스’(Planetary Resources) 사에 따르면, 지름 500m짜리 단일 소행성 하나가 가진 백금류 광물이 지구 역사상 캐낸 백금의 총량보다 더 많을 수도 있다고 한다. 최근 미 항공우주국(NASA)이 촬영한 '2011 UW158' 소행성은 37분 간격으로 빙글빙글 회전하며 날아가는 폭 300m, 길이 600m의 길쭉하게 생긴 볼품없는 외형이지만, 엄청난 백금 매장량을 갖고 있는 것으로 밝혀졌다. 현재까지 조사 결과에 따르면 이 소행성에 묻힌 백금만 1억 톤 가량으로, 그 가치는 무려 5조 4000억 달러(약 6200조원)에 달한다. 문제는 2011 UW158처럼 지구를 스쳐가는 '금 덩어리'들이 하나 둘이 아니라는 사실이다. 인류의 탐사선들이 방문한 소행성에서 다른 광물들이 발견된 사례들도 있다. 일례로, 일본의 하야부사 탐사선이 지구 접근 소행성인 감자 모양의 이토가와에 착륙했을 때, 감람석과 휘석을 주성분으로 하고 있다는 사실을 발견했다. 이 같은 광물질 구성은 과거 지구에 퍼부어진 암석질의 운석 성분과 비슷한 것이다. 이러한 금속 외에도 물을 생성하는 원소들도 소행성에서 발견되었다. 또한 소행성 내부에 물이나 얼음을 품고 있음을 시사하는 증거들이 발견되기도 했는데, 소행성 표면에 물이 흐른 흔적을 찾아낸 사례도 적어도 하나 이상은 된다. NASA의 돈 탐사선이 소행성 세레스의 표면을 관측한 결과, 물에 의해 침식된 것으로 보이는 계곡들을 발견했다. 과학자들의 설명에 따르면, 작은 소행성이나 혜성 등이 보다 큰 소행성에 충돌하는 경우, 그 충격으로 소행성 내부의 얼음층이 외부로 유출되어 일정 기간 표면 위를 흐른 결과로 본다는 것이다. 그러나 소행성은 시간이 지남에 따라 변화한다. 고온의 환경에 노출되면 철 성분이 소행성 중심으로 침전되고 그에 따라 현무암 용암이 표면으로 분출되는 경우도 있다. 소행성 베스타가 그러한 타입의 유일한 예라고 할 수 있다. 어쨌든 소행성 중에 희귀한 자원을 풍부히 가진 것이 다수 있다는 사실이 알려짐에 따라 이러한 소행성에 눈을 돌리는 민간기업이 계속 나타날 것으로 보이며, 어쩌면 소행성에서 채취한 금이나 백금으로 제작된 장신구가 인류의 몸을 치장할 날도 머지않아 올지도 모른다. 이광식 통신원 joand999@naver.com ​

-미세한 운석 입자 '콘드률' 시뮬레이션 검증 지구 같은 행성은 원시 태양 주변에 있었던 원시 행성계 원반(protoplanetary disk)에서 생성되었다는 것이 과학계의 정설이다. 이 가설은 현재 태어나는 여러 젊은 별을 연구하면서 다시 한 번 검증됐다. 젊은 별을 둘러싼 먼지와 가스의 원반은 뭉쳐서 행성을 형성한다. 하지만 어떻게 작은 티끌만 한 먼지들이 뭉쳐 행성과 소행성이 될 수 있는지는 아직 검증되지 않은 부분이 존재한다. 과학자들은 지구 대기로 진입하는 미세한 운석 입자인 콘드률(chondrule)이 아마도 태양계 초기에 풍부했을 것으로 추정하고 있다. 이 미세한 입자는 대개 1mm 이내 크기로 감람석, 휘석 및 유리질로 구성되어 있으며, 우주 공간에서 한번 녹았다가 다시 굳은 작은 미세 입자로 생각되고 있다. 이런 미세 입자들이 모여 현재의 행성과 소행성을 형성했을 가능성이 크다는 것이 현재 이론이다. 스웨덴 룬드대학(Lund University)의 앤더스 요한센 박사(Dr Anders Johansen)와 미국, 독일, 덴마크의 과학자 동료들은 이 밀리미터 크기의 티끌 같은 콘드률이 어떻게 지구 같은 행성을 형성할 수 있는지를 시뮬레이션을 통해서 검증했다. 이들에 의하면 이 작은 입자들은 매우 빠르게 뭉쳐서 초기 소행성을 형성할 수 있다. 일단 소행성이 중력으로 주변의 콘드률을 끌어당길 수 있을 만큼 커지면, 마치 눈덩이를 눈 위에서 굴리는 것처럼 크기는 순식간에 커질 수 있다. 초기 태양계에는 매우 높은 농도의 콘드률이 존재하기 때문이다. 따라서 1,000km 지름까지 커지는 데 걸리는 시간은 별로 길지 않다는 것이 연구팀의 설명이다. 이전 연구에서는 화성만 한 크기의 행성이 생기는 데는 100만 년에서 300만 년 정도면 충분하다는 주장이 나왔다. 이번 연구에서도 같은 결과가 확인되었다. 일단 지구 질량의 10% 정도 되는 화성만 한 행성들이 태양계 초기에 수십 개가 생성된 것으로 생각되는데, 이들은 원시 행성(protoplanet)이라고 불린다. 태양계 초기 1억 년 동안 이런 원시 행성들은 서로 중력에 이끌려 충돌해 지금의 행성을 만든 것으로 보인다. 지구의 경우 테이아(Theia)라는 화성 크기의 행성과 마지막으로 충돌해 현재의 지구와 달이 형성된 것으로 보고 있다. 과학자들은 행성의 형성이 별의 형성과 별로 차이 나지 않을 만큼 매우 빠른 시기에 이뤄질 수 있다고 보고 있다. 물론 수백 만년에서 1억 년은 천문학의 관점에서는 길지 않지만, 인간의 척도로는 매우 긴 시간이다. 이 긴 세월 동안 밀리미터 크기의 입자들이 모여 지구 같은 행성도 만들 수 있다. 우주의 척도에서 생각하면 티끌 모아 태산이 아니라 지구도 가능한 셈이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

지구 같은 행성은 원시 태양 주변에 있었던 원시 행성계 원반(protoplanetary disk)에서 생성되었다는 것이 과학계의 정설이다. 이 가설은 현재 태어나는 여러 젊은 별을 연구하면서 다시 한 번 검증됐다. 젊은 별을 둘러싼 먼지와 가스의 원반은 뭉쳐서 행성을 형성한다. 하지만 어떻게 작은 티끌만 한 먼지들이 뭉쳐 행성과 소행성이 될 수 있는지는 아직 검증되지 않은 부분이 존재한다. 과학자들은 지구 대기로 진입하는 미세한 운석 입자인 콘드률(chondrule)이 아마도 태양계 초기에 풍부했을 것으로 추정하고 있다. 이 미세한 입자는 대개 1mm 이내 크기로 감람석, 휘석 및 유리질로 구성되어 있으며, 우주 공간에서 한번 녹았다가 다시 굳은 작은 미세 입자로 생각되고 있다. 이런 미세 입자들이 모여 현재의 행성과 소행성을 형성했을 가능성이 크다는 것이 현재 이론이다. 스웨덴 룬드대학(Lund University)의 앤더스 요한센 박사(Dr Anders Johansen)와 미국, 독일, 덴마크의 과학자 동료들은 이 밀리미터 크기의 티끌 같은 콘드률이 어떻게 지구 같은 행성을 형성할 수 있는지를 시뮬레이션을 통해서 검증했다. 이들에 의하면 이 작은 입자들은 매우 빠르게 뭉쳐서 초기 소행성을 형성할 수 있다. 일단 소행성이 중력으로 주변의 콘드률을 끌어당길 수 있을 만큼 커지면, 마치 눈덩이를 눈 위에서 굴리는 것처럼 크기는 순식간에 커질 수 있다. 초기 태양계에는 매우 높은 농도의 콘드률이 존재하기 때문이다. 따라서 1,000km 지름까지 커지는 데 걸리는 시간은 별로 길지 않다는 것이 연구팀의 설명이다. 이전 연구에서는 화성만 한 크기의 행성이 생기는 데는 100만 년에서 300만 년 정도면 충분하다는 주장이 나왔다. 이번 연구에서도 같은 결과가 확인되었다. 일단 지구 질량의 10% 정도 되는 화성만 한 행성들이 태양계 초기에 수십 개가 생성된 것으로 생각되는데, 이들은 원시 행성(protoplanet)이라고 불린다. 태양계 초기 1억 년 동안 이런 원시 행성들은 서로 중력에 이끌려 충돌해 지금의 행성을 만든 것으로 보인다. 지구의 경우 테이아(Theia)라는 화성 크기의 행성과 마지막으로 충돌해 현재의 지구와 달이 형성된 것으로 보고 있다. 과학자들은 행성의 형성이 별의 형성과 별로 차이 나지 않을 만큼 매우 빠른 시기에 이뤄질 수 있다고 보고 있다. 물론 수백 만년에서 1억 년은 천문학의 관점에서는 길지 않지만, 인간의 척도로는 매우 긴 시간이다. 이 긴 세월 동안 밀리미터 크기의 입자들이 모여 지구 같은 행성도 만들 수 있다. 우주의 척도에서 생각하면 티끌 모아 태산이 아니라 지구도 가능한 셈이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

독일 연구진이 땅콩버터에 열과 압력을 가해 다이아몬드로 재탄생시킨 것으로 알려져 관심이 집중되고 있다. 영국 과학전문매체 피조그닷컴은 독일 바이에른 지질학 연구소(Bayerisches Geoinstitut) 연구진이 땅콩버터를 비롯한 각종 특이물질에 열과 압력을 가해 다이아몬드를 생성해내는 특이실험을 진행했다고 11일(현지시간) 보도했다. 본래 독일 바이에른 지질학 연구소(Bayerisches Geoinstitut) 측은 지구 밑 650㎞지점에 위치한 하부맨틀(lower mantle) 구조의 환경을 지상에 재현해내는 실험을 먼저 진행 중이었다. 맨틀은 지표면으로부터 깊이 30~2,900㎞에 광범위하게 존재하는 두꺼운 암석층으로 지구 총 부피의 약 70%를 차지하고 있는 것으로 알려져 있는데 특히 하부맨틀(lower mantle)의 실질절인 구조형태는 아직까지 제대로 규명되지 못했다. 연구진은 하부맨틀(lower mantle) 환경과 흡사하다고 여겨지는 열, 압력을 특정물질에 가했을 때 변화하는 양상을 조사하는 방식으로 실험을 진행했다. 예를 들어, 탄소 함유량이 매우 높은 등축정계 광물이 다이아몬드로 변화한다면 이는 하부맨틀(lower mantle)과 거의 같은 구조의 환경이 완성됐다는 의미다. 해당 실험에 쓰인 물질 중에는 다소 의외라 여겨지는 땅콩버터도 포함됐다. 이유는 간단하다. 땅콩 자체에 고밀도 탄소가 함유되어 있기 때문이다. 실제로 해당 실험 과정에서 땅콩버터를 일정 온도와 고 압력에 노출시켰을 때 적은 양의 다이아몬드가 생성된 것으로 확인됐다. 이와 유사한 방식으로 지구 내부 구조의 비밀을 밝히려는 시도는 계속 되어왔다. 지난 6월, 미국 뉴멕시코대학·노스웨스턴 대학 공동연구진은 회티타늄석, 규산염 광물, 감람석을 레이저로 가열해 하부맨틀(lower mantle)과 유사한 온도와 압력을 재현해낸 뒤 지구 맨틀 전이대에 지표면 위 바다와 비슷한 규모의 물이 존재할 수도 있다는 가능성을 발견한 바 있다. 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

독일 연구진이 땅콩버터에 열과 압력을 가해 다이아몬드로 재탄생시킨 것으로 알려져 관심이 집중되고 있다. 영국 과학전문매체 피조그닷컴은 독일 바이에른 지질학 연구소(Bayerisches Geoinstitut) 연구진이 땅콩버터를 비롯한 각종 특이물질에 열과 압력을 가해 다이아몬드를 생성해내는 특이실험을 진행했다고 11일(현지시간) 보도했다. 본래 독일 바이에른 지질학 연구소(Bayerisches Geoinstitut) 측은 지구 밑 650㎞지점에 위치한 하부맨틀(lower mantle) 구조의 환경을 지상에 재현해내는 실험을 먼저 진행 중이었다. 맨틀은 지표면으로부터 깊이 30~2,900㎞에 광범위하게 존재하는 두꺼운 암석층으로 지구 총 부피의 약 70%를 차지하고 있는 것으로 알려져 있는데 특히 하부맨틀(lower mantle)의 실질절인 구조형태는 아직까지 제대로 규명되지 못했다. 연구진은 하부맨틀(lower mantle) 환경과 흡사하다고 여겨지는 열, 압력을 특정물질에 가했을 때 변화하는 양상을 조사하는 방식으로 실험을 진행했다. 예를 들어, 탄소 함유량이 매우 높은 등축정계 광물이 다이아몬드로 변화한다면 이는 하부맨틀(lower mantle)과 거의 같은 구조의 환경이 완성됐다는 의미다. 해당 실험에 쓰인 물질 중에는 다소 의외라 여겨지는 땅콩버터도 포함됐다. 이유는 간단하다. 땅콩 자체에 고밀도 탄소가 함유되어 있기 때문이다. 실제로 해당 실험 과정에서 땅콩버터를 일정 온도와 고 압력에 노출시켰을 때 적은 양의 다이아몬드가 생성된 것으로 확인됐다. 이와 유사한 방식으로 지구 내부 구조의 비밀을 밝히려는 시도는 계속 되어왔다. 지난 6월, 미국 뉴멕시코대학·노스웨스턴 대학 공동연구진은 회티타늄석, 규산염 광물, 감람석을 레이저로 가열해 하부맨틀(lower mantle)과 유사한 온도와 압력을 재현해낸 뒤 지구 맨틀 전이대에 지표면 위 바다와 비슷한 규모의 물이 존재할 수도 있다는 가능성을 발견한 바 있다. 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

붉은 행성 화성에 여전히 생명체가 존재할 수도 있다는 가능성을 그 어느 때보다 높여줄 증거가 나타나 학계의 관심이 집중되고 있다. 미국 과학전문매체 레드오빗(redOrbit)은 오리건 대학 연구진이 화성 지역 중 생명체 존재 가능성이 가장 높은 지구유사토양을 발견했다고 19일(현지시간) 보도했다. 연구진은 최근 화성탐사로봇 큐리오시티가 보내온 게일 분화구(Gale Crater) 토양의 고해상도 사진을 분석한 결과, 지질이 지구 남극의 드라이벨리, 칠레 아타카마 사막 토양과 매우 유사하다는 점을 알아냈다. 방사성 동위원소 열전기 발전기(RTG)를 동력으로 사용하는 큐리오시티는 로봇 팔에 부착된 드릴로 화성토양에 함유된 화학 성분 분석을 할 수 있다. 해당 탐사로봇이 보내온 게일 분화구 토양 분석 데이터를 보면 광물 감람석 성분, 화학적 풍화 정도, 토양 황산 농도가 지구의 것과 놀랍도록 흡사했다. 앞서 언급된 남극의 드라이벨리, 칠레 아타카마 사막 토양에 다수의 미생물이 존재한다는 것을 생각해보면 해당 화성 토양에도 여전히 미생물이 존재할 가능성이 높음을 알려준다. 이 토양 데이터 속에 담겨있는 광물 성분 변화 주기를 거슬러 올라가보면 적어도 약 30억 년 전의 화성 환경은 지금처럼 사막화된 것이 아닌 지구처럼 따뜻하고 물기가 많았던 것으로 추정된다. 특히 지난 3월, 큐리오시티는 이 게일 분화구 지역에서 방해석(方解石)과 유기 화합물이 풍부한 호수 흔적을 발견한 바 있어 화성 생명체 존재 가능성에 어느 때보다 힘이 실리고 있다. 이와 관련해 오리건 대학 지질학자 그레고리 리톨렉 박사는 “큐리오시티의 탁월한 토양 성분 분석능력이 빛을 발한 사례”라며 “해당 증거는 지금껏 발견된 것 중 가장 높은 화성표면 생명체 존재 가능성을 품고 있다”고 설명했다. 한편, 이 연구결과는 국제학술지 ‘지질학 연구’(Journal Geology) 온라인 판에 게재됐다. 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

지구의 70.8％를 차지하며 표면적이 3억 6100만㎢에 달하는 거대 공간이 바로 바다다. 그런데 우리가 아는 태평양, 대서양, 인도양, 남극해, 북극해 등 5대양(五大洋) 만큼 넓은 바다가 지구 깊숙이 숨겨져 있었다면 믿을 수 있을까? 미국 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴은 미국 뉴멕시코대학·노스웨스턴 대학 공동연구진이 지구 깊숙한 ‘맨틀’층에 지상만큼 넓은 ‘제2의 바다’가 존재한다는 유력한 증거를 찾아냈다고 12일(현지시간) 보도했다. 맨틀은 지표면으로부터 깊이 30~2,900㎞에 광범위하게 존재하는 두꺼운 암석층으로 지구 총 부피의 약 70%를 차지하고 있는 것으로 알려져 있다. 그중 410~660㎞ 부분에 위치한 맨틀 전이대에 제2의 바다가 존재할 것이라는 가설이 학계에서 꾸준히 제기되어 왔는데 지난 3월 캐나다 앨버타 대학 연구진이 링우다이트(ringwoodite) 결정을 발견해내면서 해당 가설은 엄청난 설득력을 얻게 됐다. 그 이유는 강한 압력과 열로 만들어지는 감람석의 일종인 링우다이트 속에서 물 분자가 발견되었기 때문이다. 당시 물 함량은 약 1%정도로 분석됐는데 맨틀 전이대 전반에 골고루 분포되어있는 링우다이트의 양을 추정해보면 바다가 존재할 것이라 생각하는 것도 무리는 아니다. 하지만 해당 연구에도 한계는 있었다. 링우다이트 속에서 발견된 물 분자가 정말 맨틀 내부에서 만들어진 것인지 아니면 다른 지형에서 흡수된 것인지 증명할 수가 없었기 때문이다. 또한 실제로 맨틀 전이층의 규산염 광물이 링우다이트로 변화하는지도 불분명했다. 따라서 뉴멕시코대학·노스웨스턴 대학 공동연구진은 실제와 유사한 맨틀 전이대 환경을 꾸민 뒤 링우다이트가 생성되는 과정을 재현하고 이를 미국 대륙 밑 맨틀 층과 비교하는 실험을 진행했다. 연구진은 회티타늄석, 규산염 광물, 감람석을 레이저로 가열해 실제 맨틀 전이대와 유사한 온도와 압력을 재현했다. 그리고 서서히 압력을 높여 하부 맨틀과 동일한 환경을 만들면서 전자 현미경으로 해당 광물이 어떻게 변화하는지 관찰했다. 놀랍게도 해당 광물들은 용융(溶融)되며 링우다이트와 유사한 결정으로 변화했다. 실험은 여기서 그치지 않았다. 연구진은 미국 지표면 아래 맨틀 전이대 지진파를 분석, 수치 모델을 만들어 실험실의 가상환경과 비교했다. 놀랍게도 데이터는 실제 미국 지표 아래 맨틀 전이대에서도 같은 용융현상이 일어나는 것으로 나타났다. 지진파 수치 변화를 살펴보면, 용융된 물질이 하부 맨틀로 내려갔다 다시 전이대 부근으로 올라갔는데 이는 해당 영역이 물이 저장될 수 있는 가장 안정적인 환경이라는 것을 암시한다. 또한 실제로 지구 내부에 지상만큼 거대한 바다가 존재한다는 강력한 가능성을 제시해준다. 이와 관련해 뉴멕시코 대학 지진학자 브랜든 쉼트 박사는 “맨틀 전이대는 지구 내부에서 물을 제어하는 중요한 부분”이라며 “이 연구 결과는 우리들이 지구의 신비한 물 순환을 이해하는데 새로운 길을 제시해줬다”고 설명했다. 또한 그는 “앞으로 미국뿐 아니라 전 세계 다른 지역의 지진 데이터를 분석해 각 맨틀 전이대의 용해가 어떻게 이뤄지는지, 지구의 판이 시간이 지남에 따라 어떻게 변해 가는지 연구할 계획”이라고 밝혔다. 한편 이 연구결과는 미국과학진흥협회(AAAS)에서 발행하는 과학 전문 주간지 ‘사이언스(Science)’에 12일(현지시간) 게재됐다. 사진=NASA/NOAA/Steve Jacobsen/Northwestern University 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

아름다운 오리온 성운의 모습이 공개돼 눈길을 끌고 있다. 미국 항공우주국(NASA)은 15일(현지시간) ‘오늘의 천체사진’(APOD)으로, 스피처 우주망원경으로 촬영한 오리온 성운의 모습을 공개했다. NASA 제트추진연구소(JPL)와 캘리포니아공과대학(칼텍), 톰 메지스 연구원(오하이오, 톨레도대학)이 공동으로 제작한 이 멋진 이미지는 스피처 우주망원경을 통해 촬영된 적외선 데이터로 만들어졌다. 지구로부터 약 1500광년 거리에 있는 오리온 성운은 그 크기가 약 40광년으로, 우리 은하에 속한다. 이미지상에서도 가장 밝은 가운데 부분은 이 중에서도 가장 젊고 크며 뜨거운 별들이 모인 곳으로, 사다리꼴 성단으로 불린다. 또한 이 이미지에서는 적외선 관측으로 아직 생성 중인 많은 원시별도 확인되고 있다. 성운 왼쪽의 검은 부분에 나타난 붉은 점들은 ‘HPS 68’로 분류된 원시별들로, 최근 파장 분석을 통해 이 별들에 규산염 광물인 감람석이 매장된 것으로 나타났다. 사진=NASA, JPL-Caltech, T. Megeath (Univ. Toledo, Ohio) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr