우주를 보다

달 내부가 ‘액체’인 까닭은…‘지구 중력’ 때문 [NASA 연구]

작성 2014.07.29 00:00 ㅣ 수정 2022.08.11 11:26
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달 내부가 액체 상태를 유지하는 까닭은 다름 아닌 지구의 중력 때문이라는 주장이 제기돼 학계의 관심이 집중되고 있다.


호주 ABC 방송은 미 항공 우주국(NASA) 고다드 우주 비행 센터 연구진이 달 내부의 액체 상태를 유지시키는 주요 원인이 지구 중력이라는 연구결과를 발표했다고 27일(현지시각) 보도했다.

달의 내부 구조는 크게 평균 두께 70㎞의 표면, 반지름이 약 300~425㎞ 정도인 핵, 그리고 깊이 약 1,250㎞의 맨틀까지 총 세부분으로 나뉘어져 있다. 그중 달 전체 질량의 2%를 차지하는 것으로 추정되는 핵 부분은 지구와 달리 액체상태가 아닌 것으로 알려져 왔으나 아폴로 11호가 달 표면에 설치한 월진계와 달 궤도를 돌고 있는 인공위성에서 보내져오는 지진파를 분석한 결과, 지구와 유사한 액체 상태의 외핵(내핵은 고체)이 존재하는 것으로 확인됐다.

궁금한 것은 이 외핵이 어떻게 지속적으로 액체 상태를 유지하는지, 그 원동력은 어디서 오는지 여부였다. 이에 연구진은 달 내부를 정교하고 수학적으로 재구성한 컴퓨터 모델링 실험을 진행했다.

연구진은 본래 달 지진파 데이터를 한참 뛰어넘는 외핵 하부 맨틀 층과 맨틀 중심 경계의 용융 층까지 포함한 가상 달 구조를 컴퓨터로 만들어냈다. 여기에 지구를 도는 달의 회전주기와 연간 궤도변화 수치를 포함한 정교한 수학적 시뮬레이션을 더해 최종 모델을 완성했다.

수치화 된 결과는 흥미로웠다. 달의 인력이 지구에 영향을 미쳐 조수간만 차가 바다에 발생되는 것처럼 지구의 중력 역시 달 맨틀 내부의 암석을 용해시켜 액체화되도록 마찰력을 발생시키는 것으로 확인됐기 때문이다.

이와 관련해 NASA 고다드 우주비행센터 샌더 구센스 박사는 “우리의 컴퓨터 모델링은 달 맨틀 내부의 반경 약 350~500㎞ 지점에 액체 층이 존재함을 알려 준다”며 “지금까지 생각해왔던 것보다 더 많은 액체가 달 내부에 있는 것으로 추정 된다”고 설명했다. 이어 구센스 박사는 “만일 우리의 컴퓨터 모델링이 정확하다면 해당 액체 층의 존재를 통해 달의 생성과 진화에 이르는 방대한 역사의 신비를 밝혀낼 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

한편 이 연구결과는 국제 학술지 네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)에 발표됐다.

자료사진=포토리아

조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

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