[아하! 우주] “원시 지구, 행성과 대충돌로 생명체 원소 받았다”

과연 지구의 생명체는 최초 어떻게 생겨날 수 있었을까?

최근 오랜시간 인류가 풀지못한 원초적인 물음에 대한 단서가 될 수 있는 논문이 발표됐다. 지난 23일(현지시간) 미국 CNN 등 주요언론은 원시 지구와 화성만한 행성의 대충돌로 인해 지구에 생명체가 존재할 수 있는 여건을 갖췄다는 연구결과를 보도했다.

이른바 '출생의 비밀'과 관련된 이번 연구는 달 생성 이론과 맞물려 있다. 지구는 그 덩치에 비해 커다란 크기의 달을 거느리고 있는데 그간 학자들은 달의 생성에 대한 여러 이론을 제기해 왔다. 처음 달 ‘출생의 비밀’을 들춰낸 것은 찰스 다윈의 아들인 천문학자 조지 다윈(1845~1912)이다. 그는 생성 초기의 지구가 두 부분으로 쪼개지면서 달이 만들어진 것이라고 주장했다.

이후 이와 관련된 다양한 학설이 나왔지만 현재까지 가장 정설로 받아들여지는 주장이 바로 ‘자이언트 임팩트’(Gaint Impact)설이다. 이 이론은 45억 년 전 원시 지구가 소위 테이아(Theia)라 불리는 거대 천체와 충돌했으며 이 결과로 탄생한 것이 ‘달’이라는 설이다.

이번에 논문을 발표한 라이스대학 연구진은 한발 더 나아가 테이아의 성분에 주목했다. 일반적으로 지구와 같은 암석형 행성은 생명체 탄생을 위한 필수적인 성분이 부족하다. 이는 생명체 탄생에 필수적인 탄소, 질소, 황, 수소 그리고 휘발성이라고 알려진 여러 원소가 지구가 아닌 외부에서 왔을 가능성으로 이어진다.

이에 연구팀이 세운 가설은 원시 지구가 테이아와 충돌했고 이 과정에서 생명에 필수적인 원소가 '배달'됐다는 것. 이를 증명하기 위해 연구팀은 고온, 고압 실험, 열역학적 모델링 및 수치 시뮬레이션을 실시했다. 그 결과 황이 풍부한 핵을 가진 행성의 표면에 많은 양의 탄소와 질소가 있다는 사실을 발견했다.

논문의 선임저자인 다만비어 그레월 연구원은 "황이 풍부한 행성이 지구와 충돌할 경우 적절한 비율로 그 휘발성 물질을 지구로 옮길 수 있다"면서 "이는 지구가 핵인 코어(CORE)외에도 여기저기 많은 곳에 황이 존재하는 이유"라고 설명했다. 이어 "천체 간의 대충돌이 완전한 파괴의 이벤트로 보일 수도 있지만 사실은 새로운 생명을 낳은 과정일 수 있다"고 덧붙였다.

이번 연구결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스'(Science Advances) 23일 자에 발표됐다.　

박종익 기자 pji@seoul.co.kr