"화성에서 39억년 전 소행성 충돌 흔적 확인" [여기는 화성]

[지디넷코리아]연구진이 화성 예제로 크레이터 주변 암석에서 39억 년 이상 된 소행성 충돌의 흔적이 보존돼 있다는 증거를 발견했다고 과학매체 어스닷컴이 최근 보도했다.

이번 연구 결과는 미국지구물리학회(AGU)가 발행하는 국제학술지 ‘Advancing Earth and Space Sciences’에 게재됐다.미국 항공우주국(NASA)의 퍼서비어런스 로버는 과거 호수가 있었던 것으로 알려진 예제로 크레이터 가장자리를 탐사하던 중 이 같은 흔적을 확인했다.

연구 대상이 된 암석은 예제로 크레이터가 형성되기 이전에 만들어진 것으로, 지금까지 화성 탐사선이 조사한 지형 가운데 가장 오래된 축에 속한다.새롭게 분석된 브룸 포인트 지층은 약 75m 두께 암석층으로, 오랜 기간 반복적으로 퇴적된 지층이 잘 보존돼 있다.

연구진은 이 지층이 단일 충돌 사건으로 형성된 것이 아니라 태양계 역사상 가장 격렬했던 시기에 여러 차례 발생한 소행성 충돌의 잔해가 차곡차곡 쌓여 만들어진 것으로 분석했다.미국 캘리포니아공과대학의 켄 팔리는 "지구에서는 초기 지질학적 기록이 판 구조론으로 인해 크게 변형되거나 사라졌지만, 화성에는 지각을 재활용하는 판 구조론이 없어 고대 기록이 그대로 보존돼 있다"며 "이는 지구에서는 확인할 수 없는 초기 행성의 역사를 연구할 수 있는 드문 기회를 제공한다"고 말했다.퍼서비어런스 로버는 2025년 초 예제로 크레이터 서쪽 가장자리에 도착한 뒤 브룸 포인트 지역을 집중 조사했다.

탐사 과정에서 로버는 부서진 암석 조각과 미세한 암석 가루가 뒤섞인 각력암을 비롯해 총 6가지 종류의 암석을 확인했다.

일부 암석 조각에는 기포가 남긴 작은 구멍이 남아 있었는데, 이는 암석이 한때 녹은 상태였음을 보여주는 증거다.또한 연구진은 지층 곳곳에서 작고 검은색을 띠는 유리질 구슬이 대량으로 분포하는 것을 확인했다.

화산 활동으로도 이 같은 구슬이 생성될 수 있지만, 이처럼 많은 양이 만들어지는 경우는 드물어 소행성 충돌이 가장 유력한 원인으로 제시됐다.연구진은 암석층이 일정한 패턴을 반복하는 점에 주목했다.

이는 대규모 운석 충돌이 단 한 번 발생한 것이 아니라, 여러 차례 반복되며 새로운 퇴적층을 형성했다는 의미다.영국 임페리얼칼리지런던의 알렉스 존스는 "서로 다른 암석층은 다양한 거리에서 발생한 크고 작은 충돌의 기록"이라며 "멀리서 일어난 대형 충돌과 가까운 곳에서 발생한 소규모 충돌의 파편이 모두 이 지역에 쌓여 두꺼운 암석층을 만들었다"고 설명했다.일부 지층은 지표면 가까이에서 빠르게 이동한 파편 흐름에 의해 형성된 것으로 분석됐다.

이는 매우 뜨거운 물질이 물이나 얼음과 만나 순간적으로 대량의 증기를 발생시키면서 생기는 현상과 유사해, 당시 화성에 물이나 얼음이 존재했을 가능성도 시사한다.연구진은 일부 암석층이 80도 이상 기울어져 거의 수직에 가까운 상태라는 사실도 확인했다.

예제로 크레이터를 만든 충돌만으로는 이러한 급격한 기울기를 설명하기 어렵다는 것이 연구진의 판단이다.이에 따라 연구진은 화성이 시간 차를 두고 두 번의 거대한 소행성 충돌을 겪었을 것으로 보고 있다.첫 번째 충돌은 지름 약 1930㎞ 규모의 거대 충돌 분지인 이시디스 평원(Isidis Basin)을 형성하면서 원래 평평했던 암석층을 기울이고 교란시켰다.

이후 또 다른 소행성이 충돌해 지름 약 45㎞의 예제로 크레이터를 만들었고, 이 과정에서 암석층이 다시 부서지고 들어 올려져 현재의 지형이 형성된 것으로 분석됐다.연구진은 충돌 시기를 정확히 규명하기 위해 암석 샘플 2개를 채취했다.

향후 화성 샘플 귀환 임무를 통해 이 시료가 지구로 옮겨질 경우 정밀한 연대 측정을 통해 충돌 시기를 보다 정확하게 확인할 수 있을 것으로 기대된다.이번 연구는 초기 화성뿐 아니라 초기 지구에 소행성이 얼마나 자주 충돌했는지를 추정하는 데도 중요한 단서를 제공할 전망이다.

지구에서는 판 구조론으로 인해 초기 충돌 기록 대부분이 사라졌지만, 지질 활동이 상대적으로 적었던 화성은 당시의 흔적을 그대로 간직하고 있기 때문이다.알렉스 존스는 "당시 하늘에서 내린 것은 비나 눈이 아니라 소행성 충돌로 튀어 오른 용융암 물방울과 미세한 먼지의 거의 끊임없는 폭격이었다"며 "이 암석층의 정확한 연대를 밝혀낼 수 있다면 40억 년 전 우주의 기상 기록을 읽는 것과 같을 것"이라고 밝혔다. ...