달의 가장 큰 충돌 분화구에서 이상한 일이 일어나고 있습니다.

Hố va chạm lớn nhất của Mặt Trăng có điều gì đó kỳ lạ đang diễn ra - 1 — 달의 남극에 있는 남극-에이트켄 분지(사진: 위키피디아).

지구와 달 사이의 중력적 상호작용으로 인해 달의 한쪽 반구는 항상 "정지"하여 지구를 향하지 않습니다. 하지만 달은 여전히 자전합니다. 단지 지구 주위를 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간이 자전축을 중심으로 한 바퀴 회전하는 데 걸리는 시간일 뿐입니다.

이 현상을 동기 자전이라고 하며, 달의 뒷면에는 남극-에이트켄 분지라고 불리는 거대한 분화구가 있는데, 남북으로 1,930km, 동서로 1,600km가 넘게 뻗어 있습니다.

이 고대 충돌 분화구는 약 43억 년 전 소행성이 어린 달에 충돌하면서 형성되었습니다.

미국 애리조나 대학의 과학자들이 실시한 새로운 연구에 따르면, 이 거대한 충돌 분화구에는 달의 형성과 초기 진화에 대한 비밀이 숨겨져 있는 것으로 나타났습니다.

제프리 앤드류스-하나 교수와 동료들은 남극-에이트켄 분지의 형태를 면밀히 분석한 후 이 같은 사실을 발견했습니다. 태양계의 거대 충돌 분지는 특징적인 눈물방울 모양을 공유하며, 충돌 경로에서 아래쪽으로 갈수록 가늘어집니다.

Hố va chạm lớn nhất của Mặt Trăng có điều gì đó kỳ lạ đang diễn ra - 2 — 달에서 가장 큰 충돌 분화구인 남극-에이트켄 분지. 에이트켄 분화구와 남극 사이에 뻗어 있어 이런 이름이 붙었습니다(사진: NASA.GSFC/애리조나 주립대학교).

이전 추정에서는 소행성이 남쪽에서 충돌했을 것으로 예상되었지만, 새로운 분석 결과 분지는 실제로 남쪽으로 좁아져 충돌이 북쪽에서 왔음을 시사합니다. 이처럼 사소해 보이는 세부 사항은 곧 발사될 아르테미스 우주선의 우주비행사들이 현장 근처에 착륙했을 때 무엇을 발견하게 될지에 중대한 영향을 미칩니다.

충돌 분화구는 물질을 고르게 분포시키지 않습니다. 분화구의 아래쪽 끝은 종종 충돌 시 달 깊은 곳에서 분출된 물질인 두꺼운 분출물층 아래에 묻혀 있습니다. 분화구 아래쪽에는 이러한 파편이 덜 쌓입니다.

아르테미스 우주선은 분지의 남쪽 가장자리를 목표로 하기 때문에, 보정된 충돌 경로는 우주인이 달 깊숙한 곳의 물질을 연구하기 위해 정확히 필요한 곳에 착륙할 수 있음을 의미하며, 본질적으로 굴착하지 않고도 핵심 샘플을 얻을 수 있습니다.

Hố va chạm lớn nhất của Mặt Trăng có điều gì đó kỳ lạ đang diễn ra - 3 — 아폴로 11호가 촬영한 달의 마레 페쿤디타티스에 있는 메시에(왼쪽)와 메시에 A(오른쪽) 충돌 분화구. 이는 저각도 충돌체에 의해 형성된 충돌 분화구의 좋은 예입니다(출처: NASA).

이 발견이 특히 흥미로운 이유는 분화구 내부의 물질에 이상한 것이 포함되어 있기 때문입니다. 달의 역사 초기에는 지구 전체가 마그마 바다로 뒤덮여 있었습니다. 이 녹은 층이 수백만 년에 걸쳐 식고 결정화되면서, 무거운 광물들은 가라앉아 맨틀을 형성했고, 가벼운 광물들은 솟아올라 지각을 형성했습니다.

그러나 일부 원소들은 고체 암석에 흡수되지 못하고 액체 마그마의 최종 잔류물에 농축되었습니다. 칼륨, 희토류 원소, 인을 포함한 이 잔여물들을 통칭하여 KREEP이라고 하는데, 이들은 고체화되지 못했습니다.

KREEP이 왜 달의 거의 전부 지구를 향한 면에 집중되어 있는지는 여전히 미스터리로 남아 있습니다. 이 방사성 물질은 강렬한 화산 활동을 촉진하는 열을 발생시켜, 지구에서 우리가 보는 익숙한 "얼굴"을 이루는 어두운 현무암 평원을 형성합니다.

반면, 숨겨진 면에는 여전히 많은 분화구가 있고 화산은 거의 없습니다.

새로운 연구는 달의 뒷면 지각이 훨씬 더 두꺼워야 한다는 것을 시사하는데, 이는 과학자들이 아직 완전히 이해하지 못하는 비대칭성입니다. 연구팀은 뒷면 지각이 두꺼워짐에 따라 그 아래에 남아 있던 마그마 바다가 더 얇은 면 쪽으로 밀려났다고 추정합니다.

Hố va chạm lớn nhất của Mặt Trăng có điều gì đó kỳ lạ đang diễn ra - 4 — JAXA의 카구야 위성 자료에서 촬영한 달 남극의 에이트켄 분지. -45도에서 촬영. 검은색 테두리는 오래된 추정치이며, 보라색과 회색 타원형 테두리는 분화구의 안쪽과 바깥쪽 테두리를 나타냅니다(이미지 출처: 위키미디어).

남극-에이트켄 충돌은 이 모델을 뒷받침하는 중요한 증거를 제공합니다. 분지의 서쪽 측면에는 KREEP이 풍부한 물질의 특징적인 원소인 방사성 토륨이 고농도로 존재하는 반면, 동쪽 측면에는 존재하지 않습니다.

이러한 비대칭성은 충돌이 달의 뒷면 일부 아래에 여전히 존재하는 얇고 분리된 크립(KREEP)이 풍부한 마그마층이 달의 뒷면 경계 바로 위에서 달의 지각을 관통했음을 시사합니다. 이 충돌은 사실상 앞면의 크립이 풍부한 영역과 뒷면의 더 전형적인 지각 사이의 전이 지대를 들여다볼 수 있는 창을 열어주었습니다.