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국제 연구팀 "소행성 기원은 목성 밖 외부 태양계…혜성 가능성 배제"

(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 6천600만년 전 멕시코 유카탄반도 칙술루브(Chicxulub)에 충돌해 공룡 등 지구 생명체 60%를 멸종시킨 천체는 목성 너머에서 날아온 탄소질 소행성(carbonaceous-type asteroid)이라는 연구 결과가 나왔다.

6천600만년 전 멕시코 유카탄반도 칙술루브에 충돌하는 소행성 상상도
[Illustration by Mark Garlick 제공.재판매 및 DB 금지]

독일 쾰른대 마리오 피셔-괴데 교수가 이끄는 국제 연구팀은 16일 과학 저널 사이언스(Science)에서 6천600만년 전 소행성 충돌 당시 지층과 그전에 발생한 소행성 충돌구 물질,운석 등의 동위원소를 분석,칙술루브 충돌체가 목성 밖에서 날아온 탄소질 소행성이라는 결론을 얻었다고 밝혔다.

지구에서는 지금까지 6차례 대멸종 사건이 있었고 가장 최근 사건이 6천600만년인 전 백악기-고 제3기(K-Pg)에 공룡 등 지구 생물 종 60%가 멸종한 사건이다.

이 대멸종 사건에는 거대한 소행성이 멕시코 유카탄반도 칙술루브에 충돌한 것이 중요한 역할을 한 것으로 추정되지만,이 충돌체가 어디에서 만들어진 어떤 성분의 소행성인지 등은 명확하게 밝혀지지 않았다.

다만 전 세계의 K-Pg 경계 지층에는 지구에는 드물지만,운석에는 흔한 이리듐과 루테늄,오스뮴,로듐,월드컵 퀄리티백금,월드컵 퀄리티팔라듐 같은 백금족 원소(PGE)가 많아 당시 소행성이 충돌해 발생한 먼지 등 낙진이 전 세계로 퍼진 것으로 추정돼 왔다.

연구팀은 이 연구에서 K-Pg 경계층에서 채취한 표본의 루테늄(Ru) 동위원소 비율 등을 분석하고,월드컵 퀄리티이를 5억4천100만년 간 발생한 소행성 충돌구 5곳의 표본,35억~32억년 전 시생대 충돌층 표본,월드컵 퀄리티탄소질 운석 2개 표본 등의 분석 결과와 비교했다.

덴마크 스테븐스 클린트의 6천600만년 된 백악기-고제3기(K-Pg) 경계층
덴마크 스테븐스 클린트의 6,600만 년 된 백악기-고생대(K-Pg) 경계층 사진.전 세계적으로 발견되는 K-Pg 경계층에는 멕시코 칙술루브에 소행성이 충돌할 때 생성된 낙진이 포함돼 있다.[Philippe Claeys 제공.재판매 및 DB 금지]

그 결과 K-Pg 경계층에서 나온 표본의 루테늄 동위원소 비율은 지구나 다른 운석 유형이 아닌 탄소질 콘드라이트(CC) 운석과 거의 일치하는 것으로 나타났다.

연구팀은 이 결과는 칙술루브에 충돌한 천체가 목성 밖 외부 태양계에서 만들어진 탄소질 소행성(C-type asteroid)일 가능성이 크다는 것을 시사하는 것이며 또한 이 충돌체가 혜성일 가능성을 배제하는 것이라고 말했다.

또 다른 표본 분석에서는 35억~32억년 전 시생대 충돌층의 동위원소 비율만 탄소질 운석과 비슷한 것으로 나타났다.이는 지구 형성 마지막 단계에 외부 태양계에서 날아온 소행성 등이 충돌하는 사건으로 지층이 형성됐음을 시사한다.

4억7천만년~3억6천만년 전 발생한 5차례의 소행성 충돌로 만들어진 충돌구에서 채취한 표본의 루테늄 동위원소 비율은 화성 및 소행성대 등 내부 태양계에서 만들어진 규소질 소행성(siliceous-type asteroid)과 일치하는 것으로 나타났다.

연구팀은 이 결과는 공룡 등 지구 생물종 60%를 멸종시킨 칙술루브 충돌체가 목성 밖 외부 태양계에서 만들어진 탄소질 소행성이라는 강력한 증거라고 말했다.

이어 이 결과는 칙술루브 충돌체의 본질에 대한 오랜 논쟁을 해결하고 지구의 역사 및 지구와 충돌한 외계 암석에 대한 이해를 재정립하는 데 도움이 될 것이라고 덧붙였다.

◆ 출처 : Science,월드컵 퀄리티Mario Fischer-Gödde et al,'Ruthenium isotopes show the Chicxulub impactor was a carbonaceous-type asteroid',월드컵 퀄리티www.science.org/doi/10.1126/science.adk4868

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