달 깊은 곳 암석이 표면에…아르테미스가 찾을 수 있다

미래의 아르테미스 우주비행사들은 달 깊은 내부에서 올라온 암석 위를 직접 걸을지도 모른다. 새로운 연구에 따르면 수십 억 년 전 거대한 충돌이 달 맨틀 물질을 표면 가까이 끌어올렸으며, 그 흔적이 향후 탐사 후보지 주변에 남아 있을 가능성이 확인됐다.

거대한 충돌이 달 내부를 뒤집어 놓았다

미국 연구진은 달 뒷면에 있는 남극-에이트켄 분지의 형성 과정을 재현했다. 이 분지는 달에서 가장 크고 오래된 충돌 분지로 알려져 있으며, 태양계 초기 역사를 간직한 중요한 장소다.

컴퓨터 시뮬레이션 결과, 이 분지는 북쪽에서 날아온 거대한 천체가 낮은 각도로 달과 충돌하면서 형성된 것으로 나타났다. 충돌체는 단순한 암석이 아니라 철 핵과 암석층으로 구성된 분화된 천체였던 것으로 분석됐다.

연구진은 이 충돌이 달 표면을 깊게 파내면서 엄청난 열을 발생시켰고, 그 과정에서 달 지각뿐 아니라 맨틀 물질까지 우주 공간으로 튀어 올렸다고 설명했다.

한 연구 참가자는 “충돌 에너지가 워낙 강력해 달 맨틀 일부가 표면까지 끌려 나왔을 가능성이 있다”며 “이는 달 내부를 직접 연구할 수 있는 매우 드문 기회를 제공한다”고 말했다.

시뮬레이션은 남극-에이트켄 분지가 길게 늘어진 독특한 형태를 가진 이유도 설명했다. 낮은 각도의 충돌이 분지의 비대칭적인 구조를 만들어 냈다는 것이다.

아르테미스 착륙지 주변에도 맨틀 암석이 있다

연구진은 이어 중력 자료를 활용해 충돌 당시 튀어나온 물질이 현재 어디에 분포하는지 조사했다.

분석 결과, 달 맨틀에서 유래한 암석은 남극-에이트켄 분지 내부뿐 아니라 주변으로 넓게 퍼져 있는 것으로 나타났다. 이후 발생한 추가 충돌들이 묻혀 있던 맨틀 물질을 다시 표면으로 드러냈을 가능성도 확인됐다.

특히 주목되는 점은 일부 맨틀 물질이 현재 NASA 아르테미스 계획의 후보 착륙지로 검토되는 달 남극 지역에도 존재할 수 있다는 사실이다.

연구를 이끈 애리조나대의 가브리엘 가우먼 박사는 “그동안 맨틀 물질이 정확히 어디에 분포하는지는 큰 수수께끼였다”며 “우리 모델은 남극-에이트켄 충돌이 상당량의 깊은 내부 물질을 방출했고, 그 일부가 오늘날에도 접근 가능한 위치에 남아 있음을 보여준다”고 말했다.

기존에는 가장 깊은 내부 물질이 탐사 대상 지역에서 멀리 떨어져 있을 것으로 생각됐다. 그러나 이번 연구는 달 남극 일대 곳곳에 맨틀 기원의 암석이 분포할 수 있음을 시사한다.

연구진은 향후 아르테미스 우주비행사들이 이러한 암석을 직접 수집하고 분석할 경우, 달이 어떻게 형성되고 진화했는지에 대한 핵심 단서를 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다.

성치훈 기자 / hello@sciencewave.kr

출처: ScienceDaily, “Future astronauts could walk across rocks from deep inside the Moon”