화성 운석서 41억 년 전 물·암석 반응 흔적…오래된 지각 조각 확인

미국 항공우주국(NASA) 제트추진연구소 등이 참여한 연구진이 화성 운석 ‘테가자 001’에서 약 41억 년 전 물과 암석이 반응한 흔적을 확인했다. 연구진은 이 운석이 그보다 앞서 형성된 화성 지각의 일부로, 지금까지 분석된 화성 운석과 다른 맨틀 물질에서 비롯됐다고 해석했다. 연구 결과는 29일 학술지 《사이언스》에 공개됐다.

광물의 나이와 암석이 만들어진 때는 다르다

테가자 001은 2022년 말리 사하라사막에서 발견됐다. 연구 논문에 따르면 돌 여덟 조각의 전체 질량은 798.5g이다. 연구진은 산소 동위원소를 다른 화성 운석과 비교해 출처를 확인하고, 광물의 조직과 화학 조성을 살폈다.

지르콘 광물에서 측정한 납 동위원소 연대는 약 41억1300만 년 전이다. 그러나 이 수치가 운석을 이룬 마그마의 최초 냉각 시점을 곧바로 뜻하지는 않는다. 연구진은 지르콘과 장석의 변질 흔적, 서로 맞아떨어지는 연대 측정을 근거로 그 무렵 물을 동반한 변질이 일어났으며 암석 자체는 늦어도 그때 형성됐다고 판단했다.

기존 운석과 다른 화성 내부의 기록

운석에는 장석과 휘석 등 여러 화성암 광물이 남아 있다. 미량 원소의 비율은 다른 화성 운석과 달라 연구진은 초기 화성 내부에 화학 조성이 다른 맨틀 영역이 존재했다고 해석했다. 광물의 산소 동위원소와 변질 조직은 암석이 우주로 튕겨 나오기 전에 물 성분이 있는 유체와 반응했을 가능성을 뒷받침한다.

연구진은 궤도 관측자료와 운석의 원소 조성을 비교해 화성 남반구의 오래된 고원, 특히 헬라스 충돌분지 북서쪽을 가능한 출처로 제시했다. 특정 충돌 지점을 확인한 것은 아니다. NASA 제트추진연구소도 29일 이 운석이 화성의 오래된 지각과 물·암석 상호작용을 살피는 자료라고 설명했다.

이번 결과는 과거 화성에서 물이 암석을 바꾼 흔적을 보여주지만, 그 시기 행성 전역의 기후나 생명체 존재를 입증하지 않는다. 연구 대상도 운석 한 종류다. 연구진은 지구에 떨어진 뒤 형성된 탄산염 등 오염 흔적을 따로 구분해 해석했으나, 화성에서 날아온 정확한 장소는 여전히 알 수 없다.

대표 이미지: AI 생성 이미지 / 데이마크

출처: https://www.science.org/doi/10.1126/science.adz5646 NASA JPL: https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-funded-study-details-one-of-oldest-mars-meteorites-ever-found/ 독립 보도: https://www.scientificamerican.com/article/oldest-known-mars-rock-is-a-rosetta-stone-for-the-red-planets-watery-past/