‘지구 형성 초창기 약 1억 년 동안 우주에서 운석이 쏟아져 오늘 날의 지구를 형성했다. 이는 당시 지구를 형성하던 물질들의 구성 성분을 영원히 바꿔 버렸다.’
네이처 커뮤이케이션은 24일 지구를 향해 1억년 간 맹렬하게 빗발친 운석이 쌓여 오늘날 지구를 형성했다는 최신 연구내용을 소개했다.
프랑스국립과학연구센터(CNRS)의 아사마 부지바르와 동료들은 대규모로 지구에 떨어진 운석이 지구의 화학적 성질을 지구형성 초창기(47억년 전)와 다르게 만들었다고 발표했다.
이들은 운석이 지구에 떨어져 부딪치면서(폭발하면서) 지구의 많은 부분이 떨어져 나갔지만 그만큼의 운석이 지구에 쌓였다고 주장했다. 또 이처럼 대규모로 운석이 쌓이면서 지구를 구성하는 화학적 특징이 변화했다고 덧붙였다.
이번 연구결과는 47억년 전 원시지구를 형성한 물질들(콘드라이트)에 비해 더 높은 수준의 마그네슘과 낮은 수준의 실리콘이 지구 지각층에 존재하는 이유를 설명할 수 있게 해준다.
기존 이론은 중력에 의해 지구외부의 물질들이 끌어당겨져 지구가 형성됐다는 것이었다. 하지만 이 모델로는 지구 내부에 있는 뜨거운 핵, 그리고 자장이 어디에서 왔는지 등에 대한 설명을 할 수 없었다. 또한 지각과 맨틀에 있는 대부분의 암석에 정상보다 높은 비율의 희토류 원소 사마륨과 네오디뮴 등이 함유된 이유도 설명할 수 없었다.
연구진은 지구의 형성과정에 뭔가 새로운 사건이 개입했을 것이라고 보았다
이들의 연구는 47억년 전 원시지구가 사실상 (완화휘석으로 불리는)하나의 콘드라이트 형태로 구성돼 있었다는 데서 시작된다.
연구진은 “운석이 떨어지면서 지속된 지각의 생성과 침식과정은 콘드라이트의 실리콘을 제거시켜 버렸고 오늘날 발견되는 것 같은 상대적으로 과도한 마그네슘을 남겨 놓았다”고 말했다. 결국 운석이 1억년 동안 지구에 빗발치면서 지구 지각을 형성하는 암석의 화학적 조성 자체를 바꿔 버렸다는 게 이들의 결론이다.
이들은 실험실 연구를 통해 자신들의 이론을 모델링했고 이 이론을 뒷받침 할 수 있었다.
실제로 다양한 압력조건 아래서 콘드라이트(Chondrite)를 녹였고 이들이 식어가며 지각에 쌓이는 상황을 재현해 낼 수 있었다.
이로써 연구진은 식어져 지각을 형성한 녹은 암석의 구성 성분이 원래의 지구 콘드라이트암석과 다른 이유를 설명할 수 있게 됐다.
지각은 지구의 가장 바깥 부분을 구성하고 있으며 맨틀의 윗부분을 형성하고 있는 얇은 층이다.
전자신문인터넷 이재구국제과학전문기자 jklee@etnews.com