달의 나이, 이전 추정치보다 6000만살 더 많다

달은 몇 살일까.

　

사람들은 ‘태초부터’ 달이 하늘에 있었다고 생각하지만, 달은 분명 물리적인 실체이고, 지구에서 떨어져나가 ‘탄생한’ 시점이 있었다. 달의 역사를 연구해온 과학자들이, 달의 나이가 지금까지 생각돼왔던 것보다 6000만살 더 많을 수 있다는 새로운 조사결과를 내놨다고 미국 로스앤젤레스타임스가 12일 보도했다.

지금까지 과학자들이 내놓은 추론에 따르면 달은 태양계가 형성된 초창기에 화성만한 천체인 ‘테이아’가 지구에 와서 부딪치면서 그 충격으로 생겨났다. 이런 사건이 벌어졌을 때 지구는 아직 마그마로 뒤덮인 상태였다. 충돌의 충격으로 지구와 테이아에서 떨어져나간 부스러기들이 뭉쳐서 달이 된 것으로 보인다. 태양계가 형성된 것은 약 45억6800만년전으로 추정된다. 지구와 테이아의 충돌이 일어난 것은 대략 태양계가 만들어지고 1억년 뒤 쯤으로 여겨져왔다.

미 항공우주국(NASA)가 2008년 촬영한 달. /NASA 웹사이트

하지만 프랑스 낭시의 로렝대학 연구진이 오래된 수정 결정을 분석해 보니, 지구와 테이아의 충돌은 태양계가 만들어지고 4000만년 가량 뒤에 일어난 것으로 보인다는 결과가 나왔다. 달의 나이가 6000만년 가량 올라가게 된 것이다. 

이 수정 조각은 약 27억년~34억년 전의 것으로, 달이 만들어지게 된 충돌과 직접적인 관련은 없다. 하지만 과학자들은 이 수정의 성분을 분석해, 지구 대기의 성분 변화를 추정해냈다. 연구를 이끈 로렝대 지구화학자 기욤 아비스는 미국 캘리포니아주 새크라멘토에서 열린 학술대회에 참석해 “초창기 대기의 농도 변화가 어떻게 진행돼왔는지를 추측함으로써 지구와 테이아의 충돌 시기를 유추할 수 있다”고 설명했다.

　

연구팀은 형성 시기가 오래된 수정들을 골라, 진공 상태에서 충돌을 시켰다. 몇몇 수정을 이용해 연구팀은 수십억년 전 지구의 대기 중 ‘제논’의 동위원소의 비중을 측정하고, 이를 오늘날의 대기와 비교했다. 제논은 현재의 대기 중에 극히 미량만 존재하는 기체다. 제논의 방사성 동위원소는 초창기 지구의 역사를 연구하는 데에 많이 쓰인다. 

아비스 교수의 연구팀은 수정 충돌 실험으로 얻은 결과를 가지고 지구 대기 성분의 농도변화를 추정해주는 정교한 모델을 만들었고, 이를 통해 테이아가 부딪친 시기를 추정했다.