달에서 50km 규모 화강암 지형 발견…"물 있었나?" [우주로 간다]

35억 년 전 달 화산이 폭발해 냉각된 마그마 퇴적물이 발견됐다.

우주과학매체 스페이스닷컴은 9일(이하 현지시간) 미국 행성과학연구소(Planetary Science Institute) 매튜 시글러가 이끄는 연구진이 과거 달에서 거대한 화산 폭발이 일어났다는 증거를 발견했다고 보도했다.

(사진=NASA)

연구진은 미국 항공우주국(NASA)의 달 정찰 궤도선이 수집한 데이터를 분석해 이번 연구 결과를 발표했다. 이번 논문은 5일 과학학술지 네이처에 실렸고, 오는 9~14일 프랑스 리옹에서 열리는 ‘국제 지구과학 학술대회 ‘골드슈미트 컨퍼런스’에서도 발표될 예정이다.

연구진은 ‘컴튼-벨코비치’(Compton-Belkovich)라고 불리는 지역에서 화강암을 발견했다. 이 곳은 약 35억 년 전 화산 폭발을 일으키고 마그마가 식으면서 형성된 것으로 추정된다.

오랫동안 과학자들은 이 지역에 고대 화산이 존재했을 것으로 추정했기 때문에 이 지역에서 화산 활동의 증거를 찾았다는 것은 예상치 못한 일은 아니다. 하지만, 놀라운 점은 이 냉각된 화강암 지형의 규모가 약 50km로 매우 크다는 점이다.

마이크로파 데이터는 컴튼-벨코비치라고 불리는 달의 화산 지형 아래에서 방출되는 열을 보여준다. (사진=NASA/네이쳐/로버트 레아)

연구진은 달 정찰 궤도선의 자료를 통해 해당 지역 표면 아래의 온도를 측정할 수 있었다. 여기서 달에 화강암이 존재했을 때 나올 수 있는 방사성 원소를 통한 열이 방출되고 있다는 것을 발견했다. 여기 ‘바톨리스’라는 큰 침입성 화성암이 존재한다고 판단했는데, 바톨리스는 마그마가 바깥으로 분출하지 않고 지하에서 냉각될 때 생성되는 지하 암석층이다.

지구에서 화강암이 형성되는 과정은 일반적으로 대륙이 움직이면서 지진과 화산활동을 발생시킨다는 ‘판 구조론’과 ‘물’이 만들어 낸 결과다. 하지만, 달에서는 물과 판 구조론 모두 존재하지 않기 때문에 화강암 관측이 훨씬 더 희귀하다고 스페이스닷컴은 밝혔다.

“물이 없으면 화강암을 만드는 데 극한 상황이 필요하다”며, "달은 물도 없고 판 구조론도 없는 시스템이지만 하지만 화강암이 있다. 달에 물이 있었을까요? 적어도 이 지점에만 있었나요? 아니면 그 시기 특별히 더웠나요?"라고 매트 시글러는 밝혔다.

이번에 달에서 거대한 화강암 덩어리를 발견한 것은 과학자들이 달의 초기 역사에서 달 지각이 어떻게 형성되었는지 설명하는 데 도움이 될 수 있다고 해당 매체는 평했다.