미국·러시아 50년간 실패한 연구, 중국이 해냈다

중국 달 탐사선 '창어(嫦娥) 4호'가 지구에서 보이지 않는 달의 뒷면에 인류 최초로 착륙했다.사진은 창어4호 감시카메라에 촬영된 탐사차량 위투(옥토끼)의 모습. (출처=중국 국가항천국)2019.1.4/뉴스1

창어4호 카메라가 찍은 착륙지점 달 뒷면 사진. 달 탐사는 이 방향으로 표면쪽을 향하며 시작된다. (출처=중국 국가항천국) © News1

중국과학원 "달 맨틀에 감람석·휘석 존재해…지구 맨틀과 유사"

(서울=뉴스1) 최소망 기자 = 최근 중국이 달 표면 아래에 위치한 '맨틀'에 대한 흔적을 직접 발견하고 이를 분석하는데 성공했다.

미국과 러시아가 지난 50여년동안 달 탐사를 진행했지만 실패했던 연구다. 달 맨틀은 지구의 맨틀과 구성성분이 유사한 것으로 나타났다.

중국과학원(CAS)은 창어 4호의 탐사로버 '위투(옥토끼) 2호'가 남극 에이트켄 분지에서 확보한 데이터를 분석한 결과, 달 맨틀의 흔적을 발견했고 구성성분은 지구 맨틀과 유사하다고 17일 밝혔다.

연구진은 달 맨틀은 지구 맨틀 구성 성분과 비슷한 감람석과 휘석이 땅 밑에서 분츨된 듯한 형태로 분포돼 있는 것을 발견했다. 이 연구 결과는 국제학술지 '네이처' 최신호에 실렸다.

미국항공우주국(NASA)의 아폴로 미션과 러시아의 루나 탐사선은 모두 달에 탐사선을 보냈지만 맨틀 샘플을 채취하는 데 실패했다. 이들이 보낸 탐사선은 모두 '달의 앞면'에서만의 탐사를 진행해왔다.

달은 지구와 중력으로 묶인 상태로 공전헤 항상 한쪽 면만 지구를 향하게 되는데 이때 우리가 항상 보는 면을 '달의 앞면'이라고 하며 볼 수 없는 면을 '달의 뒷면'이라고 한다.

그동안 달의 뒷면으로는 통신 등의 문제로 탐사선을 보내기가 쉽지 않았고 탐사도 진행되지 못했다. 미국과 러시아가 지금까지 달의 앞면 연구만 진행한 이유다. 그러나 지난 2018년 12월 중국이 창어 4호를 발사하며 인류 최초로 달의 뒷면 연구가 시작됐다.

중국 연구진이 이번 달의 맨틀 조성을 밝힐 수 있었던 것도 달의 뒷면을 연구할 수 있었기 때문이다. 지금까지 달의 지각과 맨틀은 달 진화 초기 단계에 마그마 바다에서 감람석이나 휘석과 같이 철과 마그네슘이 풍부한 광물들이 침하해 고체화되면서 만들어졌다고 추정됐다. 이에 달의 지각을 직접 파 맨틀을 연구하지 않아도 큰 충돌에 의해 생긴 크레이터에서 달 맨틀의 흔적을 찾을 수 있을 것이라는 기대감이 높았다.

중국연구진이 맨틀의 흔적을 찾은 것은 에이트켄(Aitken) 분지에서다. 에이트켄 분지는 달의 뒷면 남극 가까이에 고대에 있었던 대충돌로 생겨난 곳으로 지름 약 2500㎞, 깊이 약 13㎞로 달 표면의 3분의 1을 뒤덮고 있다. 이 분지의 매우 큰 충돌 크레이터는 달의 지각을 뚫고들어갔기 때문에 여기서 달 맨틀 샘플을 채취할 수 있었던 것이다.

연구 결과, 에이트켄 분지에는 칼슘(Ca)이 적고 철(Fe)과 마그네슘(Mg) 성분이 풍부한 휘석과 감람석이 존재하는 것으로 나타났다. 지구 맨틀과 같은 비슷한 광물조성을 보인 것. 달이 소행성과 크게 충돌해 달의 지각이 패이면서 지각 아래 맨틀 성분이 지표면 밖으로 분출됐다고 중국 연구진들은 보고 있다.

중국과학원 관계자는 "달과 지구의 맨틀 성분이 유사할 것이란 추정을 실제 관측을 통해 처음으로 확인한 것"이라며 "달의 형성 및 기원을 밝히는 데 활용될 수 있다"고 말했다.