• 김훈

달에서 녹(rust)의 존재를 발견하다


달의 붉은 부분이 적철석이 분포되어 있는 지역




달이 녹슬고 있다. 처음 과학자들은 이런 현상을 발견했을때 의문을 가졌다. 녹을 만드는 두가지 요소는 산소와 물인데 달에는 산소가 없기 때문이다. 그러나 증거나 나왔다,


인도의 달 탐사선인 '찬드라얀1호'는 2008년에 달 궤도를 돌면서 수년에 걸쳐 많은 발견을 이끌어낸 데이터를 수집했다. 여기에서 달 표면에 물 분자가 있다는 사실이 밝혀졌다. 또한 이 탐사선에는 달의 광물 성분을 분석할 수 있는 '달 광물 지도작성기'도 탑재되어 있었다.


NASA와 하와이 지구물리학 및 행성학 연구소의 연구원들이 자료를 분석했을때, 그들은 녹으로 알려진 산화철 광물인 '적철석'을 발견하고 놀라워 했다. 달에는 철분이 풍부한 바위가 많이 있지만 녹은 철이 산소와 물에 노출될 때만 생긴다.


NASA 제트추진연구소의 과학자인 아비가일 프레이먼은 "처음에는 완전히 믿지 못했다. 산소가 없는 달에는 적철석이 존재해서는 안되기 때문이다."라고 말했다.


달에는 공기가 없을 뿐만 아니라 태양풍으로 운반되는 수소가 넘쳐난다. 녹은 산소가 철에서 전자를 제거할 때 생성된다. 수소는 전자를 첨가함으로써 그 반대 작용을 한다. 때문에 수소가 풍부한 달에서 녹이 형성되는 것은 더욱 어렵다.


이 연구의 주 저자인 하와이대학의 리솨이 조교수는 "혼란스러웠다. 달은 적철석이 생기기에는 끔찍한 환경이다."고 말했다. 그들은 수개월의 연구 끝에 답을 알아냈다.


일단, 한 가지 중요한 단서는 녹이 지구와 마주보는 달의 측면에 집중되어 있다는 것이다. 이것은 어떤식이든지 지구와 밀접한 관련이 있다는 것을 암시한다.


지구는 자기장에 둘러싸여 있으며 태양풍은 이것을 확장시켜 바람이 불어 오는 방향으로 긴 자기 꼬리를 만든다. 달은 보름달이 되기 3일 전에 이 자기 꼬리에 들어가고 꼬리를 건너 반대편으로 나가는데 6일이 걸린다. 이 6일 동안 지구의 자기 꼬리는 달 표면을 전자로 뒤덮으며 여러가지 현상을 발생시킨다. NASA에 따르면 달 표면의 먼지 입자는 땅에서 떠올라 먼지 폭풍으로 날아갈 수 있다고 한다.


리솨이는 지구에서 나온 산소가 이 자기 꼬리를 타고 달에 도달하여 달의 물 분자와 만나 녹을 만든다고 추측했다. 또한 자기 꼬리는 보름달 동안 거의 모든 태양풍을 차단한다. 즉, 달은 일시적으로 수소의 폭발로부터 보호되어 녹이 형성 될 수 있는 조건이 만들어진다.


리솨이 조교수는 하와이대 보도자료에서 "지난 수십억년 동안 달이 지구의 자기 꼬리에 위치할때 태양풍에 의해 달 표면으로 지속적으로 날아온 지구의 산소에 의해 달 표면의 철이 산화됨으로써 적철석이 만들어진다는게 우리의 가설입니다."라고 밝혔다. 그는 "이 발견은 달의 극지방에 대한 우리의 지식을 재구성할 것입니다. 지구가 달 표면의 진화에 중요한 역할을 했을지도 모릅니다."라고 덧붙였다.


이 이론은 소행성과 같이 공기가 없는 곳에서도 녹이 발견된 이유를 설명하는데 도움이 된다. 그러나 일부 의문점들은 풀리지 않고 남아 있다. 예를 들어, 녹의 대부분이 달의 측면에서 발견되었지만, 지구의 산소가 닿지 않아야 하는 먼 곳에서도 적철석의 흔적이 조금 발견되었다. 또한 달의 물이 정확히 바위와 어떻게 상호작용하고 있는지도 여전히 불분명하다.


이러한 의문점들을 풀기 위해 NASA는 달의 광물 구성에 관한 기존의 모든 데이터를 수집한 새로운 버전의 기구를 만들고 있다. NASA는 "기구를 이용해 달의 분화구에 얼음 지도를 그릴 수 있으며, 적철석에 대한 새로운 세부 사항도 밝힐 수 있을 것"이라고 밝혔다.


<이미지 출처 = 하와이 대학교>




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