지구의 물, 우주 가스와 먼지로부터 만들어졌다 (연구)

생명체가 존재하기 위해 가장 필요한 요소 중 하나인 물의 기원은 오랫동안 학계의 미스터리였다. 지구에 풍부한 물이 어디서 왔는지에 대한 다양한 가설이 존재하는 가운데, 최근 해외의 한 연구진은 지금까지와는 다른 가설을 내놓았다.

미국 애리조나주립대학 연구진은 지구의 물이 태양계가 형성된 뒤 남은 뿌연 먼지와 가스로부터 생겨났다고 주장했다.

지금까지는 지구의 물과 소행성에서 발견되는 물의 중수소 비율이 비슷하다는 이유로, 지구의 물 기원이 소행성이라는 가설이 지배적이었다.

하지만 연구진이 지구의 바다 깊은 곳 즉 지구의 맨틀과 핵 사이에서 채취한 수소를 분석한 결과, 중수소의 비율이 현저하게 낮았다. 이를 토대로 지구 대양의 중수소 비율이 행성 전체의 중수소 비율을 대변하는 것은 아니라는 기존의 연구결과를 재검토 했다.

연구결과, 태양 성운에서 온 헬륨, 네온 등 불활성기체가 우리 지구의 맨틀에서도 발견됐으며, 연구진은 이것이 태양과 행성을 만든 가스 및 먼지로 된 태양계 성운(星雲)이 지구에 풍부한 물의 기초가 됐다는 가설을 제시했다.

일반적으로 소행성이 충돌을 겪으면 거대한 마그마 바다가 생성되고, 성운의 수소 및 헬륨, 네온과 같은 불활성기체가 끌려와 대기가 구성된다.

하지만 성운의 수소는 원래 소행성에 있던 수소보다 중수소 비율이 적고 가벼워서 마그마 바다의 철에 용해된다. 이후 수소는 철에 붙어 핵으로 옮겨가고, 중수소만 마그마에 남아있다가 식으면서 맨틀이 된다.

이러한 모델을 통해 성운 수소의 기여분을 분석한 결과, 지구의 물 분자 100개 당 1~2개는 태양계 성운으로부터 온 것으로 보인다고 연구진은 설명했다. 즉 태양계 성운에 있는 무궁무진한 수소가 지구를 구성하고 있던 물질과 결합해 지구의 풍부한 바닷물의 기원이 됐다는 것.

연구진은 “하나의 행성이 다른 항성은 성운(가스와 먼지)을 통해 자체적으로 물을 확보할 수 있다는 것을 확인했다”면서 “이는 다른 항성계와 행성에 생명체 존재 및 진화의 가능성을 새롭게 보는 시각을 제공할 것”이라고 설명했다.

이번 연구결과는 미국지구물리학연맹이 발행하는 ‘지구물리연구저널‘(Journal of Geophysical Research:Planet) 최신호에 실렸다.

송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr