미세한 모래나 소금처럼 아주 작게 만든 유리 구슬로 지구 온난화로 인한 빙하의 유실을 눈에 띄게 늦출 수 있다고 일부 과학자가 주장하고 나섰다. 26일(현지시간) 미국 매체 마더존스에 따르면, 실리콘밸리에 본부를 둔 비영리 환경단체 아이스911 소속 연구진은 북극권 알래스카에서 지금까지 규산염 유리로 만든 이런 미세 구슬을 얼음 표면에 뿌리는 실험을 통해 얼음이 녹는 속도가 크게 느려진 것을 확인했다고 밝혔다.여기서 규산염 유리는 이른바 실리카로 불리는 이산화규소(SiO₂)를 주성분으로 하는 데 규소(Si)와 산소(O) 그리고 약간의 금속 원소로 이뤄진 규산염 광물은 지각의 대부분을 차지한다. 연구진은 이런 특징 덕분에 이 물질을 빙하 등 얼음 유실을 막기 위한 대책으로 생각한다.실제로 연구진이 지난해 5월 미국지구물리학회(AGU)가 발간하는 동료검토 학술지 ‘지구의 미래’(Earth‘s Future)에 발표한 연구 논문에 따르면, 한 차례의 현장 실험에서 빛 반사율은 이런 미세 구슬 덕분에 15~20% 증가하는 것으로 나타났다. 심지어 이런 구슬을 살포했을 때의 상황을 시뮬레이션한 결과, 북극 대부분 지역에서는 잠재적으로 기온이 1.5℃ 떨어지고 일부 지역에서는 해수 온도가 3℃ 하락하며, 해빙의 두께는 최대 20인치 증가하는 것으로 나타났다. 이는 연구진의 모델이 얼음의 쇠퇴를 극적으로 막고 심지어 뒤집을 수 있다고 예측한 것이다. 연구진이 이런 급진적인 대책을 마련한 이유는 빙하 등 얼음이 유실하는 속도가 급격히 빨라졌기 때문이다. 미국 국립설빙데이터센터(NSIDC)에 따르면, 올해 여름 그린란드 빙상 표면의 약 90%는 지난 7월 30일부터 8월 2일까지 4일간 녹았다. 그 사이 그린란드의 얼음 약 550억 t이 바다에 쏟아졌다. 이는 그린란드에서 불과 하루 만에 약 137억 t이 넘는 빙하가 소실된 것으로, 이런 유실량은 과학자들을 당혹스럽게 만들었다. 하지만 연구진의 대책은 효과가 명백함에도 불구하고 실용화를 방해하는 주요 문제가 몇 가지 존재한다. 우선 모든 사람이 빙하 등의 얼음을 이런 유리 구슬로 덮는 것을 자연 환경에 가벼운 영향을 미칠 것이라고 확신하지 않는다는 점이다. 이 점에 대해 가장 우려하는 이들은 알래스카와 같은 지역에 거주하는 토착민인 것으로 전해졌다. 그다음 문제는 이런 아이디어가 다른 대규모 지구공학(geoengineering) 프로젝트보다 상대적으로 경제적이긴 하지만 이를 적용하는데는 약 50억 달러(약 5조9950억원)가 든다는 것이다. 이뿐만 아니라 다른 과학자들은 예전부터 이런 대책에 불만을 가져왔다. 왜냐하면 이 방법은 기후 변화를 일으키는 근본적인 문제를 다루는 것을 소홀히 할 가능성이 있기 때문이다.이에 대해 아이스911의 설립자인 레슬리 필드 박사는 “우리는 지금까지 배출 가스를 줄이고 지속 가능한 에너지원을 확보하기 위한 노력을 하지도 않았고 그럴 의향도 없었다. 이 방법은 훨씬 더 큰 그림의 일부에 지나지 않지만 꼭 필요한 것”이라면서 “우리가 아는 한 이 방법은 현재 기후 변화에 안전하게 대처할 수 있는 최선의 단일 수단”이라고 말했다. 한편 필드 박사는 미국 매사추세츠공과대(MIT)와 캘리포니아대 버클리캠퍼스(UC버클리) 출신의 화학·전기공학자로, 지난 2008년 아이스911을 설립했다. 이 단체는 안전한 방식으로 북극권의 얼음을 복원해 기후 변화를 늦추는 것을 목표로 삼고 있다. 사진=아이스911 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지금까지 과학자들은 수성 궤도보다 훨씬 안쪽 궤도를 도는 거대 가스행성인 ‘뜨거운 목성’형 외계행성을 여럿 발견했다. 사실 초기에 발견된 외계행성은 대부분 뜨거운 목성형 행성이었다. 현재 관측 기술로 가장 찾기 쉬운 형태의 행성인 탓도 있지만, 목성보다 크면서 별에 바짝 붙어 공전하는 행성이 드물지 않은 것도 중요한 이유다. 아무튼 뜨거운 목성은 태양계에서 볼 수 없는 독특한 형태의 행성이고 상대적으로 관측이 쉬워 많은 연구가 이뤄지고 있다. 캐나다 맥길대 연구팀은 허블 우주망원경과 스피처 우주망원경의 데이터를 이용해 뜨거운 목성형 외계행성 12개의 표면 온도를 조사했다. 뜨거운 목성은 별에서 매우 가까워 공전 주기와 자전 주기가 같아지는 동주기 자전(Tidal locking) 현상이 일어난다. 지구와 달처럼 서로가 한쪽 면만 바라보면서 공전하는 것이다. 따라서 뜨거운 목성은 한쪽은 영원한 낮이고 반대쪽은 영원한 밤이다.연구팀은 우주망원경으로 뜨거운 목성의 스펙트럼을 분석해 낮과 밤인 지역의 온도 변화를 측정했다. 그 결과 낮인 지역은 온도가 섭씨 1700도까지 올라가지만, 영원한 밤이 계속되는 반대쪽 온도는 섭씨 800도 정도로 낮은 것으로 나타났다. 이 정도 차이는 당연할 것 같지만, 이론적인 예측보다 큰 차이다. 가스 행성이라는 점을 생각하면 낮인 지역에서 밤인 지역으로 열에너지 전달은 쉬운 편이다. 연구팀은 이 현상을 설명할 수 있는 가설로 암석 미네랄 성분의 구름과 비를 제시했다. 연구팀에 따르면 지구형 행성에서 흔한 암석 성분인 규산염(silicates)이나 황화망간(manganese sulfide)이 낮인 지역에서 기체 상태로 존재할 수 있다. 지구로 치면 증발한 암석이 대기 중에 존재하는 것이다. 이 기체가 밤인 지역에 도달하면 온도가 내려가면서 응결해 암석의 구름이 생성되고 일부는 아예 액체 상태가 돼 비처럼 쏟아진다. 이로 인해 밤인 지역은 생각보다 온도가 낮을 뿐 아니라 온도 역시 균일하다. 다만 이 가설을 검증하기 위해서는 이번 연구에 사용된 허블 우주망원경보다 더 강력한 망원경이 필요하다. 2020년대 초 발사 예정인 제임스웹 우주망원경이나 2020년대 중반 발사 예정인 WFIRST(Wide Field Infrared Survey Telescope) 망원경의 강력한 성능이라면 이 가설을 검증할 수 있을 것이다. 과학자들은 수천 개의 외계행성을 발견하는 데 성공했지만, 각각의 외계행성을 자세히 들여볼 수 있는 성능의 망원경이 없기 때문에 연구에 어려움을 겪고 있다. 차세대 우주망원경이 본격 가동에 들어가면 이 문제를 포함해 우주의 많은 비밀이 풀릴 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

경남도가 가축 폭염 피해 예방을 위해 축산 농가에 가축 영양제를 지원한다. 도는 7일 가축이 폭염으로 스트레스를 받아 면역력이 떨어지거나 질병에 걸려 폐사하는 것을 막기 위해 축산농가에 사료첨가제를 지원하는 사업을 올해 처음 시행한다고 밝혔다. 도는 지난해 폭염으로 도내 축산농가에서 닭, 오리, 돼지 등 많은 가축 폐사 피해가 발생함에 따라 이상 기후에 대비한 축산농가 사료첨가제 지원 사업을 올해 신규 축산시책으로 추진한다.전체 사업비는 8억 7500만원으로 도비 1억 7500만원, 시·군비와 축산농가 자부담 각 3억 5000만원이다.. 사업지원 대상은 이상기후에 민감한 돼지, 닭, 젖소, 한우 등을 사육하는 축산업 허가(등록)를 받은 농가 및 영농법인이다. 사료첨가제는 사육가축 종류에 따라 규산염제나 비타민제로 된 제품을 선택할 수 있다. 지원 단가는 포대 당 3만원(규산염제 20kg, 비타민제 1kg)으로 보조 60%, 자부담 40%이다. 제품은 조달청 등록물품이나 도내 등록된 보조사료 생산업체에서 구입하면 된다. 농가에서 원하면 다른 시·도에서 생산된 제품도 구입할 수 있다. 도에 따르면 사료첨가제는 체내에서 합성되지 않는 결핍영양소인 각종 천연 물질 및 기능성 첨가제로, 가축 질병을 예방하고 사료 효율을 높이는데 효과가 있다. 육질, 육량, 착유량, 산란율 등 생산성을 개선하고 면역력을 높여 가축 폐사율을 줄이기 위해 모든 가축 종류에 사용한다. 양진윤 도 축산과장은 “여름철 폭염이 이어지면 가축도 고온 스트레스나 열사병 등으로 면역력이 떨어져 생산성 저하와 폐사가 우려되기 때문에 축산농가에서는 가축 영양공급과 축사 냉방장비 가동 등 관리를 잘 해야 한다”고 말했다. 국립축산과학원에 따르면 가축의 고온 스트레스 피해는 한우는 실외 온도가 섭씨 20도 이상 올라가면 사료섭취량이 감소한다. 비육우는 섭씨 30도 이상에서 발육이 정지되고 젖소는 생산성이 떨어져 우유생산량이 20%까지 감소될 수 있다. 또 돼지는 번식 능력과 사료섭취량이 줄어들어 폐사로 이어질 수도 있다. 창원 강원식 기자 kws@seoul.co.kr/

많은 과학자들이 지구 이외의 행성에서 물의 흔적을 찾는다. 물이 생명의 근원이 되기 때문에 물이 있다는 것은 다른 외계 생명체 존재 가능성을 암시하는 것일 뿐만 아니라 지구에 존재하는 많은 물의 기원과 지구 생성 과정을 예측할 수 있게 해준다. 미국 애리조나주립대 지구·우주탐험학부 연구진이 일본의 소행성탐사선 ‘하야부사1호’에서 채취된 소행성 ‘이토카와’(Itokawa)의 샘플에서 물을 처음으로 발견하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 2일자에 발표했다. 이번 연구를 통해 지구 생성 초기 이토카와와 비슷한 소행성과 충돌한 것으로 알려지면서 지구에 바다를 비롯한 많은 물이 생성된 원인을 추측할 수 있게 만들어 주고 있다고 과학자들은 평가하고 있다. 이번 연구에 활용된 이토카와(소행성 25143)의 암석 샘플은 2003년 발사된 ‘하야부사 1호’가 2010년 지구로 복귀할 때 갖고 온 미립자 1500여개 중 5개이다. 이토카와는 일본 우주개발 아버지로 알려진 이토카와 히데오의 이름을 딴 소행성으로 길이는 약 540m에 폭은 210~270m로 두 개의 돌덩어리가 붙어있는 듯한 형상이다. 모(母)천체가 다른 소행성과 충돌해 깨지면서 파편이 모여 형성된 것으로 알려져 있으며 지구와 화성 사이 궤도18개월 주기로 돌고 있다.연구팀은 하아부사 1호가 갖고 들어온 암석 샘플 중 규산염 광물인 ‘휘석’에 주목했다. 일반적으로 규산염 광물인 휘석에는 물과 탄소가 풍부한 것으로 알려져 있기 때문에 이토카와에서 채취한 휘석에서도 물의 흔적이 있을 것이라고 예상하고 어느 정도 물을 함유하고 있는지를 찾아나선 것이다. 연구팀은 사람의 머리카락 굵기 절반 정도의 샘플을 분석하기 위해 작은 광물 알갱이를 정밀 측정할 수 있는 나노스케일의 2차이온 질량분석기를 활용했다. 분석 결과 태양계 주변을 돌거나 외계에서 날아온 다른 소행성들이나 다른 태양계 행성에 비해 다소 많은 양의 물을 갖고 있는 것으로 확인됐다. 이토카와처럼 ‘S형 소행성’이나 이들의 모체가 현재와 같은 지구를 만든 중요한 물과 다양한 원소들의 공급원이었을 것으로 연구팀은 해석했다. 연구를 이끈 지리앙 진 박사(우주화학)는 “이번 연구도 그렇지만 태양계 형성 과정과 그 비밀을 풀기 위해서는 소행성을 잘 살펴볼 필요가 있다”라며 “이토카와에서 예상 밖에 많은 양의 물 흔적이 발견된 만큼 다른 외행성이나 소행성들에도 상당한 양의 물이 존재했거나 존재할 것으로 본다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

화성과 목성 사이 소행성 벨트에 위치한 왜소행성 세레스(Ceres)의 ‘속살’이 서서히 벗겨지고 있다. 지난 31일(이하 현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 탐사선 던(Dawn)이 촬영한 생생한 세레스 표면의 모습을 사진으로 공개했다. 이 사진은 지난달 16일 던이 세레스 표면에 최근접하며 촬영한 것으로 고도는 440㎞에 불과하다. 이 사진이 의미있는 것은 던이 촬영한 역대 사진 중 가장 세레스 표면에 가깝게 다가가 촬영했기 때문이다. 현재 세레스의 주위를 돌고있는 던은 궤도를 수정해 표면으로 서서히 하강하고 있다. 이달 내 세레스의 50㎞ 상공까지 접근한다는 것이 NASA의 계획으로, 성공하면 던은 기존 궤도보다 10배나 더 가깝게 세레스를 들여다 볼 수 있다. 사진에서처럼 크고 작은 수많은 크레이터가 존재하는 세레스는 지름이 950㎞에 달해 한때 태양계 10번째 행성 타이틀에 도전했다. 그러나 세레스는 행성에 오르기는 커녕 오히려 명왕성을 친구삼아 왜소행성(dwarf planet·행성과 소행성의 중간 단계)이 됐다. 학자들이 세레스에 관심을 갖는 이유는 태양계 탄생 당시의 상태를 그대로 유지해 초기 역사의 비밀을 풀어줄 것으로 기대되기 때문이다. 현재까지의 연구결과에 따르면 세레스에는 얼음과 여러 가지 암석 성분이 섞여 있는 거대한 얼음 화산(cryovolcanism)이 존재하며 지각의 30-40% 정도가 얼음, 나머지는 규산염 암석 및 염분으로 구성된 것으로 파악되고 있다. 한편 탐사선 던은 세레스와 소행성 베스타(Vesta)를 탐사하기 위해 지난 2007년 8월 발사됐다. 던은 지난 2011년 7월 16일 베스타 궤도에 진입, 14개월에 걸친 조사 임무를 성공적으로 수행한 후 2015년 3월 세레스 궤도에 진입해 현재도 임무를 수행 중에 있다.　　　 사진=Credits: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

해왕성 너머 카이퍼벨트(태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)에 존재하는 특이한 소행성이 확인됐다.최근 영국 퀸스대학 등 공동연구팀은 카이퍼벨트에 존재하는 소행성 ‘2004 EW95’가 과거 화성과 목성 사이에 있다가 태양계 끝자락으로 쫓겨난 천체로 보인다는 연구 결과를 ‘천체물리학 저널 레터’ 최신호에 발표했다. 폭이 300㎞에 달하는 이 소행성은 지구에서는 무려 40억㎞ 정도 떨어진 곳에 있어 관측이 쉽지 않다. 2004년 허블우주망원경을 통해 처음 존재가 확인됐으나 발견 당시부터 전문가들을 혼란스럽게 했다. 반사되는 파장이 기존의 카이퍼벨트 천체와는 달라 관측에 오류가 있는 것이 아니냐는 의문이 제기됐기 때문이다. 카이퍼벨트 지역은 태양의 빛이 미치지 못해 매우 춥고 어둡다. 이 같은 이유로 이곳에는 얼음 천체들이 모여 있으며 지구 주위로 날아오는 혜성의 고향도 바로 이곳이다. 이번에 연구팀은 유럽 남방천문대의 초거대망원경(VLT)을 이용해 2004 EW95의 재분석에 나섰다. 그 결과 2004 EW95가 탄소가 풍부한 암석형 소행성이라는 사실이 새롭게 드러났다. 또한 연구팀은 산화 제2철과 엽상(葉狀) 규산염도 찾아냈는데 이는 화성과 목성 사이 소행성대의 천체에서 주로 발견된다. 결과적으로 태양계가 형성되던 초기 소행성대에 있던 2004 EW95가 알 수 없는 원인으로 인해 수십억㎞ 떨어진 태양계 끝자락까지 밀려났다는 가설이 가장 합리적인 설명이다. 그렇다면 그 원인은 무엇일까? 연구팀은 이를 ‘그랜드 택 가설’로 설명했다. 이 이론에 따르면 태양계 형성 초기 가스 행성인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성은 서로 가깝게 있었으며 태양과의 거리도 지금보다 가까웠다. 그러나 행성들이 서로 근접했다가 어떤 힘에 의해 멀어지면서 남은 물체를 태양계 끝으로 밀어냈다는 주장이다. 논문의 선임저자 톰 시컬은 “2004 EW95는 너무 먼 곳에 있어 매우 희미하게 보인다”면서 “카이퍼벨트에서 이 같은 성분의 소행성이 발견된 적은 없었다”고 설명했다. 이어 “2004 EW95는 그랜드 택 가설의 주요한 증거가 될 수 있다”면서 “태양계 형성의 비밀을 밝혀 줄 원시 태양계의 유물”이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

해왕성 너머 미지의 영역인 카이퍼벨트(Kuiper Belt·태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)에 존재하는 희한한 소행성이 확인됐다. 　 최근 영국 퀸즈대학 등 공동연구팀은 카이퍼벨트에 존재하는 소행성 '2004 EW95'가 과거 화성과 목성 사이에 있다가 태양계 외곽으로 쫓겨난 천체로 보인다는 연구결과를 발표했다. 다소 길쭉한 모양의 이 소행성은 폭이 300㎞ 정도로 지구에서는 무려 40억㎞ 가량 떨어진 카이퍼벨트에 위치해 있어 관측이 쉽지않다. 지난 2004년 허블우주망원경을 통해 인류와 처음 '조우'했으나 발견 당시부터 학계의 논쟁을 일으켰다. 반사되는 파장이 기존의 카이퍼벨트의 얼음 천체와는 달랐기 때문이다. 카이퍼벨트 지역은 태양의 빛이 미치지 못해 매우 춥고 어둡다. 이같은 이유로 이곳에는 얼음 천체들이 모여있으며 가끔 지구 상에서 관측되는 혜성의 고향도 바로 이곳이다. 이번에 연구팀은 유럽 남방천문대의 초거대망원경(VLT)을 이용해 2004 EW95의 재분석에 나섰다. 그 결과 2004 EW95가 탄소가 풍부한 암석형 소행성이라는 사실이 새롭게 드러났다. 또한 연구팀은 산화 제2철과 엽상(葉狀) 규산염도 찾아냈는데 이는 화성과 목성사이 소행성대의 천체에서 주로 발견된다. 결과적으로 태양계가 형성되던 초기, 소행성 대에 있던 2004 EW95가 어떤 '원인'으로 인해 수십 억㎞ 떨어진 태양계 끝자락까지 이동했다는 가설이 합리적인 설명이다. 그렇다면 그 원인은 무엇일까? 연구팀은 이를 '그랜드 택 가설'(Grand Tack hypothesis)에서 찾았다. 이 이론에 따르면 태양계 형성 초기 가스행성인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성은 서로 간에 가깝게 위치해 있었으며 태양과도 거리가 지금보다 가까웠다. 그러나 행성들이 서로 근접했다가 어떤 힘에 의해 멀어지면서 이 과정에서 남은 물체를 태양계 끝으로 밀어냈다는 주장이다. 논문의 선임저자 톰 시컬은 "2004 EW95는 움직일 뿐 아니라 너무 먼 곳에 있어 매우 희미하게 보인다"면서 "카이퍼벨트에서 이같은 성분의 소행성이 발견된 적은 없었다"고 설명했다. 이어 "2004 EW95는 그랜드 택 가설의 주요한 증거가 될 수 있다"면서 "태양계 형성의 비밀을 밝혀 줄 원시 태양계의 유물"이라고 덧붙였다.　 이번 연구결과는 '천체물리학 저널 레터'(Astrophysical Journal Letters) 최신호에 발표됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

왜소 행성 세레스는 지름 1,000km로 작은 소행성의 집단인 소행성대에서 가장 큰 천체다. 과학자들은 세레스의 구성물질과 기원에 대해서 많은 논쟁을 벌였는데, 던 탐사선 덕분에 많은 정보를 수집해서 세레스의 독특한 지형과 내부 구조를 파악할 수 있게 됐다. 그런데 뜻밖의 관측 장비에서 세레스의 비밀에 대한 중요한 정보가 나왔다. 보잉 747SP를 개조해서 2.5m 구경의 적외선 망원경을 탑재한 미 항공우주국(NASA)의 성층권 관측 망원경인 소피아(SOFIA·Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy)는 세레스의 표면이 사실 세레스에서 기원한 물질이 아니라 세레스 밖에서 온 물질로 덮여 있다는 사실을 밝혀냈다. 소피아의 중간 적외선 스펙트럼 분석 결과는 세레스 표면에 매우 작은 입자로 되어 있는 규산염 광물인 휘석(pyroxene)이 풍부하다는 사실을 밝혀냈다. 그런데 그 아래 물질은 물과 탄소가 풍부한 다른 물질로 구성되어 있었다. 이는 실제로 세레스 표면에 작은 암석의 고운 먼지가 덮여 있음을 시사한다. 이 먼지의 기원은 소행성들의 충돌로 인해 발생한 성간먼지(interplanetary dust)와 작은 운석 입자로 생각된다. 과거 과학자들은 세레스를 C형 소행성으로 분류했지만, 실제 스펙트럼 분석 결과는 다른 C형 소행성과 다르게 나타났는데, 이제 그 이유가 밝혀진 것이다. 재미있는 사실은 이렇게 표면이 다른 천체에서 기원한 물질로 되어 있는 태양계 천체들이 더 있다는 것이다. 대표적으로 밝은 부분과 어두운 부분이 존재해서 두 얼굴의 위성으로 불리는 토성의 위성 이아페투스나 붉은색의 물질로 덮인 명왕성의 위성 카론이 있다. 이들은 주변의 다른 천체에서 기원한 물질이 표면을 덮고 있다. 이제 여기에 세레스도 포함된 셈이다. 겉과 속이 다르거나 두 얼굴을 지녔다는 것은 사람에서는 좋지 않은 의미이다. 하지만 과학자들에게 세레스처럼 표면층이 다른 천체에서 기원한 천체는 매우 흥미로운 연구 대상이다. 미래에 세레스 표면에 착륙선을 보낸다면 이 고운 먼지 입자에서 태양계의 역사와 진화에 대한 중요한 정보를 얻을 수 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

역대 관측된 것 중 '가장 작고 가장 밝은' 지구근접 소행성이 발견됐다. 최근 미국 애리조나 대학 연구팀은 지구근접 소행성인 '2015 TC25'가 역대 관측된 것 중 가장 작은 2m에 불과하다는 연구결과를 발표했다. 지난해 10월 처음 존재가 확인된 2015 TC25는 대략 지구와 12만 8000km 거리를 두고 지나간다. 이 정도 거리면 지구와 달 사이의 3분의 1 수준. 지구와 충돌할 가능성은 거의 없지만 천문학자들 사이에서는 지구와 근접해 지나가는 덕에 자세히 이를 관측할 수 있는 기회가 된다. 특히 2m에 불과한 소행성을 자세히 관측했다는 점은 큰 연구 성과로 받아들여진다. 이렇게 작은 소행성이라해도 그 속도와 거리가 만만치 않아 쉽게 조사하기 어렵기 때문이다. 한가지 더 흥미로운 점은 2015 TC25가 역대 관측된 소행성 중 가장 밝게 보인다는 사실이다. 이는 2015 TC25가 고온에서 형성된 규산염으로 빛의 반사도가 무려 60%에 달하기 때문이다. 어두운 밤 하늘에 휘영청 떠있는 우리의 달도 반사하는 빛의 비율은 12% 정도다. 연구를 이끈 비슈누 래디 교수는 "2015 TC25는 아마도 44 Nysa와 같은 커다란 소행성에서 떨어져 나온 파편으로 보인다"면서 "만약 지구에 떨어진다고 해도 미치는 영향을 미미할 것"이라고 내다봤다. 이어 "이같은 작은 소행성 관측이 의미있는 것은 그 기원이 되는 커다란 소행성의 수와 특징을 이해할 수 있기 때문"이라고 덧붙였다. 한편 미 항공우주국(NASA)은 지구를 위협할 가능성이 있는 소행성 등 천체를 발견해 이를 추적 관찰하고 충돌 위험성을 계산하는 시스템을 구축하고 있다. 지금까지 확인된 지구로 다가오는 천체(NEOs·Near-Earth Objects)는 약 1만 5000개로, 이중 NASA는 90% 정도 파악하고 있다고 밝히지만 여전히 지구는 수많은 이름모를 천체에 노출돼 있는 형편이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)이 1일(현지시간) 홈페이지를 통해 공개한 외계행성 이야기. 지구에서 약 63광년 떨어진 이 행성은 항성 HD 189733 주위를 공전하는 'HD 189733 b'다. 먼 미래에 우주 여행자가 이곳을 찾아간다면 멀리서 보이는 환상적인 푸른 빛에 매료될지도 모른다. 그러나 이곳은 대기 속으로 들어가는 순간 죽음을 맞는 우주 최악의 기상을 가진 곳이다. 지금까지의 연구결과에 따르면 HD 189733 b의 표면온도는 약 3,000°C. 또한 상상하기도 힘든 속도의 8,690km/h에 달하는 바람이 행성을 강타한다. 　 여기서 끝은 아니다. 거대한 가스구름을 가진 HD 189733 b에도 비가 내리는데 촉촉한 액체가 아닌 '유리 비'다. NASA는 "이곳에 첫발을 내딛는 여행자는 수천 조각으로 잘려 죽음을 맞을 것"이라면서 "행성이 지구처럼 아름다운 코발트 블루로 빛나는 것은 바다의 반사가 아닌 규산염 입자를 머금은 대기 탓"이라고 밝혔다. 사진=ESO/M. Kornmesser 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

세레스는 지름 950km 정도의 비교적 작은 천체지만, 소행성대에서는 가장 큰 천체이며 생각보다 복잡한 지형을 가지고 있다. 과학자들은 던 탐사선이 세레스에 도달하기 전에도 망원경으로 세레스가 단순하지 않은 지형을 가지고 있다는 사실을 알았지만, 던 탐사선이 보내온 관측 데이터 덕분에 세레스의 복잡한 지형을 구체적으로 파악할 수 있게 되었다. 미국 애리조나 주립대학의 데이비드 윌리엄 교수와 동료들은 미 항공우주국(NASA)의 던 탐사선 관측 결과를 이용해서 세레스에 있는 대형 화산인 아후나 몬스(Ahuna Mons)의 지형을 입체적으로 파악하고 그 생성 원인을 밝혔다. 아후나 몬스는 너비가 18km, 높이가 4km에 달하는 화산으로 세레스의 작은 크기를 생각하면 상당히 거대한 화산이다. 그런데 이 화산은 지구와는 달리 얼음과 여러 가지 암석 성분이 섞여 있는 얼음 화산(cryovolcanism) 이다. 소행성대보다 더 먼 거리에 있는 태양계 천체 가운데는 이런 얼음화산이 흔한데, 이 중에서 세레스의 아후나 몬스는 던 탐사선 덕분에 가장 자세히 관측된 얼음화산이다. 얼음 화산은 얼음이 단단하게 굳어 영구적인 얼음으로 존재하는 추운 천체에서 생성된다. 이런 위성이나 소행성 내부에서는 내부의 열 때문에 액체 상태의 물이 존재할 수 있으며, 용암이 대지를 뚫고 나오듯이 표면으로 솟아오른 다음 낮은 기온 때문에 얼어붙게 된다. 참고로 세레스의 평균 온도는 영하 40도 수준이다. 이런 일이 반복적으로 일어나면 높은 얼음화산이 생성된다. 아후나 몬스 역시 여러 차례의 염분과 진흙이 풍부한 물이 분출해 점차 높아진 얼음화산인데, 지구의 화산과 비슷하면서도 다른 특징을 가지고 있다. 세레스에는 지구와 달리 산을 침식시키는 바람과 비, 그리고 식물의 활동이 없다. 따라서 비교적 높은 얼음화산이 생성될 수 있는 것인데, 그렇다고 해서 산이 침식되는 현상이 없는 것은 아니다. 낮과 밤의 기온 차이로 인해 얼음이 수축과 팽창을 반복하면서 균열이 생기기 때문이다. 이 균열 때문에 얼음 화산의 일부가 무너지기도 하고 다시 균열을 따라 물이 분출되면서 지형을 형성하는 것으로 보인다. 이런 형태의 얼음화산은 지구에서는 볼 수 없는 독특한 지형이다. 동시에 순수한 물이 아니라 진흙과 염분이 풍부한 물 덕분에 이런 성분이 많이 포함된 독특한 얼음 화산이기도 하다. 얼음화산의 존재는 세레스의 일부 지각에 액체 상태의 물이 존재할 만큼의 열이 있다는 것을 의미한다. 동시에 이런 화산이 세레스 전체가 아니라 일부에서만 발견된다는 것은 세레스의 지각 내부가 균일하지 않다는 것을 의미한다. 앞서 발견된 독특한 흰색 지형 역시 같은 의미로 해석할 수 있다. 세레스의 지각은 물과 암석, 그리고 다양한 미네랄이 섞여 있으며 그 구성비가 지역마다 달라 세레스 같은 작은 천체에 복잡한 지형을 만드는 것으로 보인다. 연구팀은 세레스의 지각의 30-40% 정도가 얼음이고 나머지는 규산염 암석 및 염분으로 구성된 것으로 파악하고 있다. 던 탐사선은 아직도 세레스 주변에서 탐사를 계속하고 있다. 앞으로 더 많은 연구를 통해 세레스의 비밀이 하나씩 드러날 것으로 보인다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com　

태양계의 9번째 행성으로 유력하게 꼽히는 ‘플래닛 나인’(Planet Nine, 9번 행성 혹은 제9행성)에 대한 세밀한 정보가 속속 공개되고 있다. 올해 초 미국 캘리포니아공학대학 마이크 브라운 교수 연구진은 우리 태양계 변두리에서 가스로 가득 찬 행성의 존재를 확인했다. 반경은 지구의 3.7배, 질량은 지구의 10배로 목성과 토성, 천왕성, 해왕성에 이어 5번째로 크다. 타원형 궤도로 돌며 태양과 거리가 가장 가까울 때에는 320억㎞, 가장 멀리 떨어져 있을 때에는 약 1600억 ㎞로 추정된다. 플래닛 나인과 관련해 스위스의 베른대학교 연구진은 “이 행성이 실제로 존재한다면 내부가 얼음으로 꽉 차 있는 ‘얼음 행성’일 가능성이 높다”는 연구결과를 내놓았다. 연구진은 이 행성이 천왕성·해왕성과 매우 유사한 성격을 띠고 있다는 추정 하에, 이 행성의 대기 온도는 영하 226℃로, 대기에 가득 찬 가스는 이 행성의 중심에서부터 뿜어져 나오는 것으로 분석했다. 또 행성의 가장 중심에는 단단한 철 성분이 있고, 그 위로 규산염 맨틀(핵과 지각 사이의 부분)과 얼음층, 가스층 등이 차례로 행성을 감싸고 있을 것으로 보고 있다. 다만 지구와 금성, 토성, 목성, 화성 등 태양계 8개 행성과 달리 플래닛 나인의 실체가 직접적으로 확인되지 않는 이유는 플래닛 나인의 ‘몸집’과 거리 때문으로 보인다고 연구진은 분석했다. 연구진은 지금까지 공개된 플래닛 나인의 다양한 정보를 분석한 결과 플래닛 나인이 태양에서 매우 멀리 떨어져 있다는 점, 질량이 지구의 20배 이하인 것은 천체망원경에 잘 포착되지 않는다는 점 등을 이유로 들었다. 연구진은 “칠레에 있는 ‘LSST’(Large Synoptic Survey Telescope, 대형 시놉틱 관측 망원경)로 불리는 차세대 천체망원경을 이용해 연구를 지속한다면, 플래닛 나인의 실체 유무를 확인할 수 있을 것”이라고 기대했다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

태양계의 9번째 행성으로 유력하게 꼽히는 ‘플래닛 나인’(Planet Nine, 9번 행성 혹은 제9행성)에 대한 세밀한 정보가 속속 공개되고 있다. 올해 초 미국 캘리포니아공학대학 마이크 브라운 교수 연구진은 우리 태양계 변두리에서 가스로 가득 찬 행성의 존재를 확인했다. 반경은 지구의 3.7배, 질량은 지구의 10배로 목성과 토성, 천왕성, 해왕성에 이어 5번째로 크다. 타원형 궤도로 돌며 태양과 거리가 가장 가까울 때에는 320억㎞, 가장 멀리 떨어져 있을 때에는 약 1600억 ㎞로 추정된다. 플래닛 나인과 관련해 스위스의 베른대학교 연구진은 “이 행성이 실제로 존재한다면 내부가 얼음으로 꽉 차 있는 ‘얼음 행성’일 가능성이 높다”는 연구결과를 내놓았다. 연구진은 이 행성이 천왕성·해왕성과 매우 유사한 성격을 띠고 있다는 추정 하에, 이 행성의 대기 온도는 영하 226℃로, 대기에 가득 찬 가스는 이 행성의 중심에서부터 뿜어져 나오는 것으로 분석했다. 또 행성의 가장 중심에는 단단한 철 성분이 있고, 그 위로 규산염 맨틀(핵과 지각 사이의 부분)과 얼음층, 가스층 등이 차례로 행성을 감싸고 있을 것으로 보고 있다. 다만 지구와 금성, 토성, 목성, 화성 등 태양계 8개 행성과 달리 플래닛 나인의 실체가 직접적으로 확인되지 않는 이유는 플래닛 나인의 ‘몸집’과 거리 때문으로 보인다고 연구진은 분석했다. 연구진은 지금까지 공개된 플래닛 나인의 다양한 정보를 분석한 결과 플래닛 나인이 태양에서 매우 멀리 떨어져 있다는 점, 질량이 지구의 20배 이하인 것은 천체망원경에 잘 포착되지 않는다는 점 등을 이유로 들었다. 연구진은 “칠레에 있는 ‘LSST’(Large Synoptic Survey Telescope, 대형 시놉틱 관측 망원경)로 불리는 차세대 천체망원경을 이용해 연구를 지속한다면, 플래닛 나인의 실체 유무를 확인할 수 있을 것”이라고 기대했다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

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 ​

시베리아의 한 동굴에서 4만 년 전 것으로 추정되는 고대 인류의 액세서리가 발견됐다고 시베리안타임즈 등 해외 언론이 8일 보도했다. 이 팔찌는 2008년 알타이산에서 발견됐는데, 최근에서의 역사적 가치를 고려해 대중에 사진이 공개됐다. 현지 연구진은 수 년 동안의 연구 끝에 이 팔찌가 수 만 년 전에도 매우 희귀한 액세서리였으며, 이를 착용하는 사람에게 있어 매우 크고 중요한 의미가 있었음을 알게 됐다고 전했다. 또한 당시 고대 선조가 매우 정교한 기술을 통해 이 팔찌를 제작했으며, 이는 4만 년 전 인류의 능력이 기존 연구보다 훨씬 뛰어났음을 입증한다고 덧붙였다. 이를 보존하고 있는 시베리아 역사문화박물관의 이리나 살니코바 관장은 “이 팔찌를 만든 데니소바인(Denisovan)은 호모 사피언스나 네안데르탈인보다 훨씬 뛰어난 기술을 가졌던 것으로 보인다”면서 “팔찌에 뚫은 구멍의 기술은 현대의 기술과 매우 유사하다”고 설명했다. 팔찌 중앙에는 무거운 무게의 펜던트도 견딜 수 있는 구멍이 뚫려 있으며, 운모(雲母)와 비슷한 조성된 규산염 광물인 ‘녹니석’으로 만들어졌다. 전문가들은 이 팔찌가 네안 데르탈인이나 현생 인류가 만들었을 것이라고 생각될 정도로 매우 정교하고 완벽하게 만들어져 있으며, 이는 당시 악마로부터 착용자를 보호하는 주술적 의미를 지녔을 것으로 보인다고 밝혔다. 러시아과학아카데미 소속 연구원 역시 “이 팔찌는 매우 놀라운 점이 많다. 태양빛니아 모닥불 빛에 비추면 짙은 녹색빛을 뿜어낸다”면서 “아마 고대 사람들은 매우 특별한 날에 이 팔찌를 착용했을 것”이라고 설명했다. 한편 세계에서 가장 오래된 것으로 추정되는 이 팔찌가 발견된 곳은 일명 ‘데니소바인 동굴’로도 유명하다. 2008년 시베리아 알타이 산맥에서 처음 모습을 드러낸 뒤, 4만 1000년 전의 손가락뼈와 어금니 화석, 액세서리 등이 발견됐다. 데니소바인은 8만 년 전부터 3~4만 년 전까지 시베리아와 우랄 알타이 산맥, 동남아시아 지역에서 생존했다고 추정된다. 송혜민 기자 huimin0217@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

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

지구를 비롯해 우리 태양계의 각 행성들은 많은 달(위성)을 가지고 있지만 그중 유독 특별하게 생긴 달이 하나있다. 일명 ‘프랑켄슈타인 문’(Frankenstein moon)이라고도 불리는 천왕성의 달 ‘미란다’(Miranda)다. 지구 달의 1/7에 불과할 만큼 작은 미란다는 공식적으로 알려진 천왕성의 다섯 위성 중 가장 가까운 궤도를 돌고있다. 미란다에 프랑켄슈타인이라는 특별한 별칭이 붙은 것은 표면이 제멋대로 생긴 상처(?)들로 가득하기 때문이다. 신이 만들다 버린 위성이라는 농담이 있을만큼 미란다의 표면은 기하학적인 지질구조를 가지고 있다. 특히 미란다 표면의 가장 큰 특징은 ‘코로나’ 라 불리는 다각형 형태의 지역이다. 지구에서 가장 큰 그랜드캐년의 최대 12배 깊이를 가진 협곡형의 이 지역은 미란다의 남반구에 위치하고 있으며 총 3개 지역이 파악되고 있다. 최근 미국 브라운대학 연구팀이 이 지역의 생성 비밀을 밝힌 연구결과를 발표했다. 수치해석 모델(numerical model)을 적용해 분석한 결과 지구의 지질구조판 같은 운동을 통해 발생한 조수 가열(tidal heating)의 에너지가 코로나를 형성시켰다는 것. 학계에서는 천왕성의 모든 달들은 거대한 양의 얼음과 규산염암으로 이루어진 것으로 보고있다. 연구를 이끈 노아 하몬드 박사는 “미란다의 맨틀은 얼음물 등으로 이루어져 있으며 이것이 열을 받아 운동하며 기형의 패턴을 가진 코로나를 만든 것으로 보인다”고 추정했다. 박종익 기자 pji@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

비밀 속에 쌓여 있던 달의 ‘어두운 뒷면’에 대한 미스터리가 마침내 풀렸다. 미국 펜실페이니아주립대의 천체물리학자들이 달의 반대편에 ‘바다’(Maria)가 거의 없는 이유를 밝혀냈다고 외신들이 보도했다. 여기서 달의 바다는 평탄하고 어두워 보이는 지형을 말한다. 연구팀은 달의 뒷면에 바다가 없는 이유가 달의 형성과 진화의 과정에서 나타난 앞면과 뒷면의 지각 두께에 대한 차이 때문이라고 설명했다. 연구에 참여한 제이슨 라이트 부교수는 “어린 시절, 달의 모형을 처음 봤을 때 앞뒤 양면이 너무 달라 놀랐었다”고 회상하며 “달의 뒷면에 산과 크레이터(충돌구 혹은 운석공)로만 이뤄진 것은 지난 1950년대부터 수수께끼였다”고 말했다. 이런 의문은 옛소련의 탐사선 ‘루나 3호’가 달 뒷면을 최초로 관측하면서 불거졌다. 천문학자들은 이를 ‘달의 반대편에 있는 고지에 대한 의문’(Lunar Farside Highlands Problem)이나, 그 이유를 규명할 수 없다는 이유로 ‘달의 어두운 이면’이라고 불렀다. 오늘날 달의 기원은 지구가 형성된 지 얼마 되지 않은 시기에 화성 크기의 천체 ‘테이아’가 지구에 충돌해 부서지면서 나온 파편으로부터 탄생했다는 ‘달 거대 충돌설’이 널리 받아들여지고 있다. 이에 대해 연구를 주관한 스타인 시구르드손 교수는 “이 충돌로 곧 지구와 달은 엄청나게 뜨거워졌다”고 말했다. 물론 이 충돌로 두 천체가 녹지는 않았지만, 암석과 마그마 등의 파편 일부가 증발해 지구를 원반 구조로 둘러쌓았다는 것이다. 이 시점의 달은 오늘날보다 10~20배 정도 지구와 가까웠던 것으로 추정된다고 이번 연구를 이끈 석사과정의 아르피타 로이 연구원은 말했다. 연구팀은 오늘날 달이 항상 얼굴이 되는 앞면을 지구로 향한 채 자전하며 지구를 공전하는 일정한 궤도주기에서 아이디어를 얻었다. 달은 지구보다 훨씬 작아서 충돌 이후 식는 것도 빨랐으며 지구를 향해 한쪽 면(앞면)을 처음부터 향하고 있었던 것으로 여겨지므로 달의 앞면만 섭씨 2500도 이상의 고온이었다고 한다. 이는 지구로부터 복사열을 받아 걸쭉하게 녹은 상태였던 것. 이 앞면과 뒷면의 온도 변화가 달의 지각이 형성하는 데 중요한 역할을 했다고 연구팀은 보고 있다. 달의 표면에는 알루미늄이나 칼슘 등 증발하기 어려운 물질이 밀집해 있는 데 “증기가 식기 시작하면서 먼저 쌓인 물질은 알루미늄과 칼슘이었다”고 시구르드손 교수는 설명했다. 이런 물질은 상대적으로 빠르게 식어가는 달 뒷면의 대기 중에서 응축했다. 이후 수천 만 년에서 수백만 년이 지난 끝에 달의 맨틀 중에 있는 규산염과 결합해 사장석을 형성했고 결국 표면으로 이동해 지각을 형성하게 됐다. 즉 달 뒷면의 지각은 앞면보다 광물이 많아 더 두꺼워진 것이다. 지금은 달이 완전히 식어 표면 아래도 굳어버렸지만, 형성된 지 얼마 되지 않은 무렵에는 큰 천체가 달의 앞면에 충돌하고 심지어 지각에까지 도달해 대량의 현무암질 용암을 방출하도록 만들어 오늘날 볼 수 있는 달의 바다를 형성한 것이다. 반면 뒷면에 충돌한 대부분 천체는 두꺼운 지각을 관통할 수 없었고 따라서 현무암질 용암이 분출하지 않아 크레이터와 계곡, 고지대가 형성됐을 뿐이라고 연구팀은 설명했다. 이번 연구성과는 ‘아스트로피지컬 저널 레터스’(Astrophysical Journal Letters) 9일 자로 게재됐다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr