경남 합천에 운석충돌구…5만년 전 지름 200m 소행성 떨어졌다 [이광식의 천문학+]

대략 5만 년 전 빙하기가 끝나갈 무렵의 어느 날, 경남 합천 지역에 살던 한반도의 구석기인들은 하늘에서 거대한 불기둥이 떨어지는 장면을 목격했을 것이다. 다음 순간, 지름이 200m나 되는 거대한 운석이 날아와 지표면과 충돌했을 것이다. 어마무시한 굉음과 함께 땅은 순식간에 불구덩이가 됐을 테고, 하늘은 잿빛 먼지구름으로 뒤덮여 캄캄해졌을 것이다. 구석기인들은 지구 최후의 날이 왔다고 생각했을 게 분명하다.

남한 땅에 이런 거대한 운석 충돌구가 있다는 사실을 알고 있는 이가 많지 않은 듯하다. 유명한 미국 애리조나주의 지름 1.2㎞ 배린저 운석공보다 무려 5배 이상 큰 운석 충돌 크레이터로, 경상남도 합천의 초계분지가 거대한 운석충돌로 만들어진 크레이터임이 밝혀졌다.

동서 길이 8㎝, 남북 길이 5㎞의 타원형 분지인 초계분지는 약 5만 년 전 한반도에서 최초로 운석충돌 사건에 의해 만들어진 분지임이 지난 2020년 12월 한국지질자원연구원에 의해 확인되었으며, 이 같은 사실 국제 학술지 '곤드와나 리서치'공식 발표되었다.

초계분지는 전체적으로 북쪽에는 단봉산 등의 150~200m 안팎의 구릉성 산지가 발달되어 있고, 남쪽은 북쪽보다 상대적으로 높은 대암산(591m) 등, 500~600m 이상의 비교적 높은 산지가 발달되어 있다. 초계분지 내부를 흐르는 소하천 8개 지류는 전부 북쪽으로 모여들어 황강으로 배수되는 폐쇄형 분지를 이룬다.

국내에서는 그동안 운석충돌의 흔적은 여러 차례 발견됐지만 직접적인 증거를 찾지 못했으나, 연구센터는 합천 운석충돌구가 운석충돌에 의해 생긴 직접 증거를 2가지 발표했다. 나는 지하 130m 깊이 셰일층에 충격파가 형성한 원뿔형 암석구조로 운석 충돌의 대표적인 거시적 증거로 꼽힌다.

다른 하나는 석영 광물 입자가 충격파로 녹았다 다시 굳는 과정에서 형성된 평면변형 구조로 충돌 밑바닥에 해당하는 142m 깊이에서 발견됐다. 이런 변형은 15~35만 기압의 고압과 2000도 이상의 고온 상태에서 일어난다고 연구자들은 밝혔다.

또한 분지 중심부의 중력이 낮게 측정되는데, 이것도 운석 충돌에 의해 기반암이 파쇄되었기 때문으로 추정된다. 천 운석충돌구는 동아시아에서는 중국 랴오닝성의 슈옌(岫岩)에 이어 두 번째 발견된 운석충돌구로, 히로시마 원폭 9만 배 파괴력을 가진 운석의 충돌로 만들어진 것으로 추정된다. 슈옌 운석구가 지름 1.5㎞ 정도인 것에 견줘 초계분지는 동서 약 8㎞, 남북 약 5㎞로 몇 배 더 크다.

충돌 이후로도 운석구는 수만 년 동안 호수 형태로 남았다. 그러다 어느 시점에 물길이 열리며 담수가 모두 빠져나가고 지금과 같은 분지가 됐다. 같은 운석은 소행성이 지구 대기로 낙하하면서 만든 것으로, 지름 1㎞ 소행성이 지구와 충돌할 확률은 50만 년에 한 번 꼴이며, 지름 5㎞의 제법 큰 충돌은 대략 천만 년에 한 번, 지름 10㎞ 이상의 초거대 충돌은 5000만 년에 한 번 꼴로 일어난다.

지름 50m 이상의 물체가 지구와 충돌할 가능성은 천 년에 한 번쯤 되는데, 1908년의 퉁구스카 폭발사건 때와 비슷한 크기의 폭발을 일으킨다. 이때 파괴된 숲의 면적은 여의도 넓이의 700배에 달했다.

가장 최근에 일어난 초거대 충돌은 6600만 년 전 멕시코 유카탄 반도에 떨어져 백악기 제3기 대멸종을 일으킨 칙술루브 충돌구 운석인데, 지름이 약 10㎞로, 충돌구 지름은 180㎞에 이른다. 이때 지구상의 공룡이 멸종되었다.　

이광식 과학 칼럼니스트 joand999@naver.com