아타카마 사막 위 무수한 유리 파편, '고대 혜성 폭발' 작품

[서울신문 나우뉴스]

아타카마 사막 위 무수한 유리 파편, ‘고대 혜성 폭발’ 작품

세계에서 가장 건조한 사막이자 거대한 알마 전파망원경이 설치돼 있는 곳으로 유명한 칠레 아타카마 사막에는 신비한 유리 파편들이 폭 75㎞에 걸쳐 무수히 흩어져 있다. 그런데 이는 아주 오래 전 한 거대한 혜성이 지표면과 가까운 상공에서 폭발한 영향으로 만들어졌을 가능성이 크다는 흥미로운 연구 결과가 나왔다.

아타카마 사막에 흩어져 있는 어두운 유리 파편은 약 1만2000년 전 혜성 폭발에 의해 만들어졌다.(사진=피트 슐츠/브라운대)

짙은 녹색이나 검은색으로 된 유리 파편 중에는 폭 50㎝에 달하는 큰 것부터 비틀려 있거나 접혀 있는 등 변형 흔적이 고스란히 남아 있는 것이 다수 존재한다.(사진=피트 슐츠/브라운대)

미국 브라운대 등 국제연구진은 칠레 북부 타마루갈 고원 동쪽에 있는 아타카마 사막에서 유리 파편 약 300개를 표본으로 수집한 뒤 전자현미경으로 관찰하고 분광장치를 통해 화학적 성분을 분석했다.

짙은 녹색이나 검은색으로 된 유리 파편 중에는 폭 50㎝에 달하는 큰 것부터 비틀려 있거나 접혀 있는 등 변형 흔적이 고스란히 남아 있는 것이 다수 존재한다. 이 지역은 항상 사막이 아니었기에 이런 파편은 오래 전 화산 활동이나 화재 발생으로 형성된 것으로 여겨졌다.

하지만 이번 연구는 유리 속 광물 지르콘이 열에 의해 분해돼 바델리석을 형성했을 때 1670℃ 이상의 극고온을 필요로 하는 등 몇몇 중요한 물리적 특성을 알아내 기존 이론이 불가능하다는 점을 보여줬다.

유리 표본을 분석한 결과 혜성 기원과 일치하는 광물학 특성이 발견됐다.(사진=피트 슐츠/브라운대)

또 이들 유리에는 종종 지구 밖에서 날아온 유성이나 혜성에서 발견되는 큐버나이트나 트로이라이트와 같은 광물이 포함돼 있다. 게다가 이런 광물은 2004년 미 항공우주국(NASA)의 스타더스트 우주선이 빌트2 혜성을 접근 통과하면서 수집해온 광물 표본의 조성과도 밀접하게 일치한다.

미 펀뱅크 과학센터의 행성지질학자 스콧 해리스 박사는 “이들 광물은 우리에게 이런 유리가 혜성의 모든 흔적을 갖고 있다는 점을 보여준다”면서 “스타더스트 표본에서 봤던 것과 같은 광물학 특성이 유리에 존재하는 것은 혜성 공중 폭발의 결과임을 보여주는 매우 명확한 증거”라고 설명했다.

이에 따라 연구진은 이런 광물은 사막 표면의 모래를 녹일 만한 폭발을 일으킨 지구 밖에서온 천체, 아마 혜성이 만들어낸 흔적일 가능성이 크다고 결론지었다.

칠레 북부 아타카마 사막의 가로 폭 75km의 지역에 짙은 규산염 유리 퇴적물이 흩어져 있다. 새로운 연구에 따르면 그 유리는 지표 위에서 폭발한 고대 혜성의 열기에 의해 형성됐을 가능성이 있다.(사진=피트 슐츠/브라운대)

연구를 이끈 피트 슐츠 브라운대 교수는 “지구에서 유성이나 혜성이 지표 바로 위에서 폭발하면서 일으킨 열복사와 폭발풍에 의해 생성된 유리 파편에 관한 명확한 증거를 찾은 사례는 이번이 처음”이라면서 “이렇게 넓은 지역에 극적인 영향을 끼쳤다는 점은 당시 폭발이 정말 엄청났다는 것을 시사한다”고 밝혔다. 또 “우리 중 많은 사람은 하늘을 가로지르는 폭발 유성을 본 적이 있지만 이런 유성은 당시 폭발한 혜성과 비교하면 아주 작은 파편에 불과하다”고 설명했다.

연구진에 따르면, 유리 파편에 남은 흔적은 토네이도에 맞먹는 강풍을 동반한 거대 혜성의 폭발 영향과 일치한다. 특히 이런 파편은 신생대 제4기 홍적세(플라이스토세)에 속하는 약 1만2000년 전 지표 근처에서 거의 동시에 강력한 공중 폭발이 일어났다는 점을 시사한다. 홍적세 동안 아타카마 사막에는 산악지대에서 동쪽으로 뻗은 강에 의해 형성된 나무와 풀이 우거진 습지가 있는 비옥한 땅이 있었다. 슐츠 교수는 유리 파편의 정확한 연대를 확인해 혜성 폭발이 정확히 언제 일어났는지를 정하려면 추가 연구가 필요하다고 말했다.

하지만 이미 다른 전문가들은 이 같은 영향이 현재 아타카마 사막이 있는 지역에서 거대 포유류가 사라질 무렵에 일어난 것으로 보고 있다. 이에 대해 슐츠 교수는 “아직 인과관계가 있다고 말하긴 이르지만, 이 같은 사건이 메가파우나(거대 동물상·체중 40㎏ 이상 거대 동물의 통칭)가 사라졌다고 생각했던 시기와 거의 같은 시간대에 발생했다는 점은 흥미롭다. 또 이 지역에 막 정착한 초기 주민들이 실제로 이를 봤을 가능성도 있다”면서 “이건 꽤 멋진 볼거리였을 것”이라고 말했다.

자세한 연구 결과는 미국지질학회(GSA) 발행 학술지인 지올로지(Geology) 최신호(11월 2일자)에 실렸다.

윤태희 기자 [email protected]

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