달의 나이, 알고 있던 것보다 4천만 살 더 많았다 [우주로 간다]

미·영 공동 연구팀, 달에서 가져온 시료 분석해 공개

1972년 아폴로17호 우주비행사들이 지구로 가져 온 달의 시료를 새롭게 분석한 결과, 달의 나이가 기존 추정치보다 4천만 년 더 오래됐다는 연구 결과가 나왔다.

우주과학매체 스페이스닷컴은 23일(현지시간) 최근 국제학술지 ‘지오케미컬 퍼스펙티브 레터스(Geochemical Perspectives Letters)’에 실린 논문을 인용해 달의 나이가 기존 추정치인 44억2천만년이 아닌 44억6천만 년이라고 보도했다.

아폴로 17호 우주 비행사 해리슨 슈미트가 달 암석과 먼지들을 채집하는 모습 (사진=NASA)

필립 헥 미국 시카고대 지구물리학과 교수를 비롯한 영국 글래스고대 지구과학과 연구진 등 공동연구진은 미국 아폴로 17호가 가져온 달의 먼지와 운석 등 시료를 분석해 연구 결과를 발표했다.

달은 화성 크기의 거대한 원시행성이 지구와 충돌하며 떨어져 나온 파편들이 뭉쳐져 형성된 것으로 알려져 있다. 달의 탄생 시기는 태양계가 아직 젊고 지구가 성장하고 있었던 약 40억년 전으로 추정되고 있다. 하지만 정확한 달의 형성 시기는 베일에 싸여 있었다.

현미경으로 관찰한 달의 지르콘 알갱이 (사진=Jennika Greer)

연구진은 정확한 달의 나이를 추정하기 위해 아폴로17호가 가져온 달 시료 중 ‘지르콘’이라는 광물 결정에 집중했다. 이 결정은 원시 달이 형성된 후 최초로 결정화된 고체라고 과학자들은 믿고 있다. 때문에 이를 분석하면 달의 나이를 추정할 수 있을 것으로 판단했다.

필립 헥 교수는 "우리는 이 결정이 얼마나 오래되었는지 알고 있기 때문에, 달의 연대기를 알려주는 지표 역할을 한다"고 밝혔다.

연구팀은 지르콘 결정 내 우라늄과 납의 동위원소 비율을 분석해 내부 원자 중 얼마나 많은 원자가 방사성 붕괴를 겪었는지 분석했다. 방사성 붕괴 정도를 따지면 해당 샘플이 얼마나 오래된 것인지 밝힐 수 있는데 이를 위해 연구진은 질량분석기를 통해 성분과 연대를 측정하는 원자 탐사 단층 촬영법을 활용했다.

그 결과 지르콘 결정 형성 시기가 약 44억6천만년 전으로 나타났다. 그 동안 예측해왔던 달 생성 시점인 약 44억2천만년보다 4천만 년 더 빠른 것이다.

연구진은 “달 나이를 추정하는데 원자들을 활용한 것은 이번이 처음”이라며 “이번 연구로 달 나이 측정이 더 정확해질 것”이라고 밝혔다.

헥 교수는 “달이 없었다면 지구상의 생명체는 다르게 보였을 것”이라며, "달은 우리가 더 잘 이해하고 싶은 시스템 중 하나이며, 우리 연구가 전체 그림 중 작은 퍼즐 조각을 제공한다"고 필립 헥 교수는 설명했다.