中 `창어 4호` 달 뒷면서 맨틀 흔적 발견

↑ 중국의 '창어 4호' 임무를 통해 달 뒷면 남극 에이트켄 분지의 본 카르만 크레이터(왼쪽 아래)와 핀센 크레이터(오른쪽 위) 인근 표면을 '가시광선 및 근적외선 분광계(VNIS)'로 분석한 영상. 붉은 색을 보이는 곳이 맨틀 성분으로 알려진 감람석과 휘석이 분포돼 있는 지역이다. [자료 제공=중국과학원·네이처]

지난 1월 인류사상 최초로 지구에서는 보이지 않는 달 뒷면에 착륙한 중국의 탐사선 '창어 4호'가 달 표면에서 달 맨틀(지각과 핵 사이의 물질)의 흔적을 발견했다. 창어 4호의 착륙지이기도 한 달 뒷면의 남극 에이트켄 분지의 형성 과정과 달의 변천사를 연구하는 데 새로운 단서를 제공할 것으로 기대를 모은다.
리춘라이 중국과학원(CAS) 국립천문대 달 및 심우주 탐사 임무총괄책임자(박사)가 이끈 연구진은 창어 4호의 탐사로버 '위투 2호'가 남극 에이트켄 분지에서 '가시광선 및 근적외선 분광계(VNIS)'로 달 표면 성분을 분석한 결과, 지각 아래 맨틀 성분으로 알려진 감람석과 휘석이 표면 곳곳에 땅 밑에서 분출된 듯한 형태로 분포돼 있는 것을 발견했다고 국제학술지 '네이처' 16일자에 밝혔다. 이는 직경 2500km로 달에서 규모가 가장 큰 크레이터인 남극 에이트켄분지가 여러 소행성과의 충돌로 형성됐다는 학계 가설을 뒷받침하는 근거가 될 수 있다.
기존 연구 결과에 따르면 달의 지각과 맨틀은 달 진화 초기 단계에 마그마 바다에서 감람석과 휘석처럼 철분과 마그네슘이 풍부한 광물들이 침하해 고체화되면서 형성됐다. 학계에서는 큰 충돌에 의해 생긴 크레이터에서 달 맨틀의 흔적을 찾을 수 있을 것으로 기대해 왔다. 미국과 러시아(구 소련)를 중심으로 50년이 넘게 달 앞면을 탐사해왔지만 표면에서 맨틀의 흔적을 직접적으로 발견한 적은 없었다. 특히 달 내부의 구조와 조성, 층화 과정 등에 대해서는 밝혀진 바 없었다.
이런 가운데 남극 에이트켄 분지에서 맨틀 성분으로 추정되는 광물의 광범위한 분포가 확인된 것이다. 39억년 된 남극 에이트켄 분지는 달 표면의 크레이터 중 규모가 가장 크고 깊이도 깊다. 리 박사는 "소행성과 크게 충돌해 달의 지각이 패이면서 지각 아래 맨틀 성분이 지표면 밖으로 분출됐을 것"이라고 설명했다. 감람석은 지구 지각 내에 가장 흔한 광물 중 하나이고, 휘석은 주로 화성암과 변성암을 구성한다. 두 광물 모두 마그네슘과 철이 풍부한 규산염에 속한다.

↑ 달의 앞면(왼쪽)과 지구에서 보이지 않는 달의 뒷면(오른쪽)의 지형도. 색상은 높이를 나타낸다. 파란색으로 표시된 영역이 큰 충돌이 일어난 대형 크레이터(구덩이)로 깊게 패여 있는 곳이다. 각국 달 탐사선의 착륙 지점은 점으로 나타냈다. 중국의 '창어 4호'는 지난 1월 인류사상 최초로 달 뒷면에 착륙해 남극 아...

지난해 12월 발사된 창어 4호는 1월 3일 달 뒷면의 남극 에이트켄 분지의 본 카르만 크레이터에 착륙했다. 위투 2호는 설계 수명인 3개월을 넘겨 현재까지 달 표면 탐사를 이어가고 있다. 한편 달은 공전주기와 자전주기가 약 27.3일로 같아 지구에서는 항상 같은 면만 보인다. 지구에서 볼 수 없는 면을 '달 뒷면' 또는 '달의 먼 쪽'이라고 한다.
패트릭 피넷 프랑스 국립과학연구센터(CNRS) 천체물리학 및 행성학연구소 연구원은 "이번 연구 결과는 달의 과거 마그마 바다 특성을 이해하고 달의 진화 과정을 연구하는 데 도움이 될 것"이라며 "달은 지각과 맨틀, 핵으로 분리돼 있으면서도 지구와 달리 판구조로 인한 변화가 없어 행성 내부 구조의 형성과 진화를 이해하는 데 중요한 단서를 제공해 줄 수 있다"고 밝혔다.
[송경은 기자]