지구-달-화성 금속 충돌로 생겨 > 행 성

약 45억년 전 형성기에 있던 지구와 달, 화성에 거대한 천체들이 충돌하면서 금과 백금 같은 귀금속 원소를 보충해 주고 갔다는 새로운 증거가 발견됐다고 스페이스 닷컴과 사이언스 데일리가 보도했다.

미국 콜로라도주 사우스웨스트연구소 과학자들은 지구와 달, 화성의 (지각과 핵 사이의 부분인) 맨틀층에서 발견되는 금, 백금 같은 친철(親鐵)금속의 양이 이해하기 어려울 정도로 많은 것은 행성 형성기 마지막 단계에서 일어난 거대한 천체들과의 충돌로 설명될 수 있다고 사이언스지에 발표했다.

이들이 계산한 천체들의 크기는 현재 과학자들이 사용하고 있는 행성형성 모델 뿐 아니라 소행성의 크기 분포와 고대 화성의 충돌자국 등 물리적 증거와도 일치한다는 것이다.

연구진은 화성만한 천체가 지구와 부딪힌 뒤 다시 명왕성 크기의 천체가 지구와 충돌했으며 달과 화성에는 이보다는 작지만 역시 엄청난 충격을 주는 천체 충돌이 일어난 것으로 보고 있다.

이런 일련의 사건들로 인해 지구의 자전축은 10도가량 틀어졌지만 이로 인해 행성들의 상층부에 금을 비롯한 친철원소들이 전달됐고 어쩌면 막대한 양의 물도 달에 전해졌을 것으로 학자들은 보고 있다.

이들은 금과 백금, 팔라듐, 오스뮴, 레늄,이리듐 등 이른바 친철금속들이 철을 따라 형성 단계에 있던 지구와 달과 화성 핵 속으로 들어가고 그 결과 맨틀층과 지각층은 거의 빈 상태가 돼야 마땅한데도 실제로는 행성들의 상층부에 이런 원소들이 놀라울 정도로 많은 것은 다른 미(微)행성체들과의 충돌 결과 새로 보충된 것으로 보인다고 말했다.

이들은 이를 입증할 다양한 증거들이 있다면서 이런 충돌의 규모까지 구체적으로 제시했다.

연구진은 오늘날 우리가 보는 것처럼 많은 양의 금과 백금 등 친철금속이 생기기 위해서는 충돌로 인해 지구 질량의 0.5%에 달하는 물질이 맨틀층에 투입됐어야만 한다고 계산했다. 이는 화성 충돌체가 투입한 것에 비해서는 규모가 10분의 1, 달에 비해서는 1천200분의 1 수준이다.

연구진은 이런 현상이 일어나려면 충돌체의 대부분이 거대한 우주 암석이어야만 했을 것이며 가장 큰 것은 지름이 2천400~3천200㎞이었을 것으로 추산했다.

한편 화성과 달에 충돌한 가장 큰 천체들의 지름은 각각 1천600㎞와 320㎞였을 것으로 추산됐다.

이처럼 큰 미행성체들은 친철금속과 함께 많은 양의 물을 달에 실어 날랐을 것이라고 연구진은 추측했다.

과학자들은 달 표본 분석 결과 달이 약 45억년 전 지구와 화성만한 천체의 충돌에 의해 지구에서 떨어져 나간 것으로 보고 있는데 이처럼 거대한 단 한 차례의 충돌 가설은 처음엔 지나치게 급진적인 것으로 여겨졌으나 오늘날 학자들은 당시 이처럼 거대한 천체의 충돌이 매우 흔했을 것으로 보고 있다.

학자들은 거대한 충돌이 지구와 달의 핵과 마그마 바다 형성의 최종 단계로 이어진 것으로 믿고 있다.

(서울=연합뉴스) youngnim@yna.co.kr
http://media.daum.net/digital/view.html?cateid=1043&newsid=20101211110003513&p=yonhap

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