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쥐라기 공룡과 소행성 파편의 관계
2007-09-30 10:32:32

멕시코 유카탄 반도에 있는 칙술룹(Chicxulub) 운석구는 소행성의 파편이 떨어져서 생긴 지름 180km의 거대한 구덩이이다. 미국과 체코의 일부 과학자들은 네이처지를 통해, 이 운석구가 그 동안 공룡멸종의 원인으로 주장돼 왔던 운석 충돌설을 뒷받침한다는 내용의 시뮬레이션 결과를 발표했다.

▶연합뉴스 9월7일자 보도
중생대의 마지막 시기인 쥐라기는 6500만 년 전 지구 전체를 뒤덮는 거대한 지각변동과 화산폭발로 그 끝을 맺는다. 화산폭발로 분출된 엄청난 먼지는 하늘을 가득 메워 햇빛을 차단하고 지구를 빙하기로 몰아갔다. 결국 많은 생명체들이 멸종되었고, 그중에는 공룡도 있었다.
무엇이 그런 재앙을 불러 일으켰나. 20세기 후반까지만 해도 과학자들은 그 원인을 지구 내부에서 찾으려 했다. 예컨대 거대한 지각들이 움직이면서 엄청난 힘으로 서로 부딪혀 땅을 뒤집어 버리고, 그 틈 사이로 화산들이 폭발했다는 것이다. 일리 있는 말이다. 지각들은 지금도 충돌하고, 그 결과로 지진과 화산이 발생하기 때문이다.
그렇다고 지구 전체를 뒤흔드는 지각의 충돌이 과연 가능한 일인가? 다른 원인은 아닐까? 예를 들면 소행성이나 혜성이 지구와 충돌해 그런 결과를 초래할 수도 있지 않은가? 달에 운석구덩이들이 많은 걸 보면 지구에도 수많은 운석들이 떨어졌다는 것은 당연한 일이다. 단지 지구의 운석구덩이들은 풍화와 침식에 의해 그 흔적이 대부분 사라졌을 뿐이다.
K-T 층이 일찌감치 그 증거로 제시되었다. K-T 층이란 쥐라기가 끝날 때 만들어진 아주 얇은 지질층인데, 이리듐이 많이 포함되어 있다는 특징이 있다. 이리듐 물질이 지구에는 드물지만 소행성에 많이 포함되어 있다는 점에 주목한 것이다. 계산을 해봐도 얼추 맞아떨어진다. 지름 10㎞ 정도의 소행성이 지구에 충돌하면 100㎞보다 큰 운석구덩이가 만들어지고, 진도 10의 초강진이 발생된다. 그로 인해 지구 전체를 뒤흔들어 대규모의 지각변동과 동시다발의 화산폭발이 가능하다. 게다가 지구와 충돌해 산산조각이 난 소행성의 파편들 중 많은 양은 먼지가 되어 하늘로 올라갔다가 화산먼지와 함께 땅에 떨어져 K-T 층을 만들 수도 있다.
이제 증거 보완이 필요하다. 무엇보다 그 충돌로 만들어진 운석구덩이를 찾는 일이다. 그런데 알고 보니 그 구덩이는 이미 1978년에 멕시코의 한 석유회사에서 일하던 지질학자에 의해 발견되었다. 크기는 무려 180㎞. 그러나 그는 그것을 단순히 거대한 구덩이로만 알고 있었다. 게다가 그 정보는 회사 비밀로 취급되어 논문으로는 발표되지 못하고 단지 지질학회에 간단한 보고로만 끝나버렸다. 한 수 더 떠 그 발표장엔 청중들이 거의 없었는데 아이러니하게도 당시 대부분의 지질학자들은 같은 날 다른 장소에서 있은 ‘운석의 지구 충돌’이란 발표장에 몰려갔다. 중요한 발견이 세상에 제대로 알려지지 않은 것이다.
그리고 1990년. 애리조나대학의 대학원생인 힐드브란드는 멕시코 주변의 아이티공화국에서 K-T 층에 대한 연구를 하다가 동일한 운석구덩이를 발견한다. 그는 휴스턴 지방신문의 한 기자가 이미 멕시코 지질학자에 의해 발견된 것이라 귀띔해 해주기 전까지만 해도 자신이 처음 발견한 것이라 확신했다. 비록 첫 발견은 아니지만 대신 그는 그 구덩이가 운석의 충돌로 만들어진 것이라는 여러 증거들을 제시하였다. 이후 이 구덩이에 대한 지속적인 연구를 통해 나이가 6500만년이란 것도 밝혀졌다.
이쯤 되자 많은 과학자들은 ‘지구충돌설’에 줄을 서기 시작했다. 그러나 미심쩍은 점도 없지는 않았다. 확률적으로 그처럼 큰 소행성이 지구와 충돌할 가능성이 있느냐 하는 점이다. 나아가 도대체 어떤 소행성이 지구와 부딪혔단 말인가.
그 결과가 얼마 전 체코-미국 합동연구자들에 의해 발표되었다. 그들은 최근 2억년 동안 큰 운석들이 지구와 달에 이전보다 빈번히 부딪혔다는데 주목하였다. 그 원인 제공자로 그들은 밥티스티나 소행성족(族)을 꼽았다. 소행성족이란 궤도가 비슷한 소행성들의 집합이다. 이들은 원래 하나의 큰 덩어리지만 다른 소행성과 충돌해 산산조각이 난 것들이다.
이들은 밥티스티나 소행성족의 운동을 역추적하여 과거의 행적을 알아보았다. 그 결과 이 소행성족은 원래 크기가 170㎞나 되는 하나의 큰 소행성이었는데, 1억6000만년 전 다른 소행성과 충돌해 1000개 이상으로 조각난 파편들임을 알게 되었다. 원래의 소행성은 원래 지구에서 멀리 떨어져 있었지만 충돌로 만들어진 파편들은 서서히 궤도가 변경되었고, 일부는 지구나 달까지 와서 부딪혔다는 것이다. 그들의 계산에 따르면 4㎞ 정도 되는 파편 하나는 1억800만년 전 달에 부딪혀 지름 85㎞의 거대한 운석구를 만들었고, 6500만년 전에는 크기가 10㎞나 되는 거대한 파편이 지구와 충돌해 유카탄 반도에서 발견된 거대한 운석구를 만들었다는 것이다. 그 가능성은 90%로 추산되었다.
유카탄 반도에서 발견된 운석구덩이의 이름은 운석구의 중심에 있는 도시 이름을 따 ‘칙술룹’ 운석구라 부른다. 기묘하게도 그 이름의 어원은 원어로 ‘악마의 꼬리’란 뜻을 갖고 있다. 불행히도 이 운석구는 세월이 흘러 지하에 묻혀 있기 때문에 인공위성을 이용한 중력사진 등에 의해 그 모습을 확인할 수 있다. 현재 육안으로 볼 수 있는 것은 과거의 운석구를 덮고 있는 흙더미이다.
어떤 이는 유카탄 반도에 떨어진 소행성이 인간에게는 가장 큰 행운이라 주장한다. 그로 인해 공룡의 시대가 막을 내리고 포유류의 시대가 시작되었기 때문이다.

(조선일보, 9월 16일)

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"공룡 멸종시킨 소행성 충돌, 알려진 것보다 치명적"



美 텍사스대 지구물리연구팀
"분화구의 비대칭적 모양은 더 깊은 바다에 떨어진 증거 기후변화 등 치명적 결과 야기"

29일 길이 610m, 폭 150m의 소행성이 소형 망원경으로도 관측이 가능할 정도로 지구에 접근하는 것으로 알려졌다. 영화 <아마게돈>과 <딥 임팩트>로 소행성이나 혜성이 지구와 충돌할 경우 인류 멸망이라는 대재앙을 불러일으킬 수 있다는 사실은 상식처럼 돼 있다.

실제로 6,500만년 전 공룡 멸종도 소행성 충돌로 인한 것인데, 이 소행성이 기존에 알려진 것보다 깊은 바다에 충돌했고 결과적으로 생물체에 훨씬 더 치명적인 영향을 끼쳤다는 연구결과가 최근 나왔다.

미국 오스틴에 있는 텍사스대 지구물리연구소의 연구팀은 <네이처 지구과학(Nature Geoscience)> 24일자 온라인판에서 유카탄 반도에 대형 분화구를 남긴 6,500만년 전 소행성 충돌을 3차원 지진영상으로 시뮬레이션해 정밀 분석한 결과 이 같은 사실을 밝혀냈다.

멕시코만 바다 속에 있는 칙술룹 분화구는 심하게 비뚤어진 비대칭적인 모양인데, 기존 연구들은 이런 모양이 생기게 한 소행성의 충돌 방향과 각도에만 주목해왔다.

하지만 텍사스대학 연구팀은 이러한 비대칭적 모양이 생기게 된 지질학적, 지형학적 원인에 주목했고, 그 결과 소행성이 과거 연구보다 더 깊은 바닷속에 떨어졌다는 사실을 밝혀냈다.

소행성이 더 깊은 바다에 떨어졌다는 사실은 충돌로 인한 수증기 배출이 예상보다 6.5배나 많았다는 뜻이고, 이는 생물체에는 더 치명적이라고 연구팀은 밝혔다.

충돌지점에는 황이 함유된 침전물(이를 증발잔류암이라고 함)이 풍부한데 이것이 수증기와 반응해 황화 에어로졸(미립자)을 만든다. 황화 에어로졸은 산성비를 내리게 만들고, 대기 상층부를 차게 만들어 기후변화를 일으키는 두 가지 치명적인 결과를 야기한다.

연구팀의 신 걸릭 연구원은 “수증기가 많이 배출됐다는 것은 황화 에어로졸의 양도 그만큼 많았다는 것이고, 결국 생물체 멸종의 메커니즘이 달라져야 한다”고 설명한다.

그는 “생물체의 대량 멸종은 한가지 메커니즘에 의해 일어난 것이 아니라 여러 지역에서 서로 다른 여러 메커니즘에 의한 것일 것”이라고 말했다. 예를 들어 육지의 거대한 동물들은 소행성 충돌 직후 하늘에서 쏟아져 내리는 파편들이나 이로 인한 불길로 수시간에서 수일만에 죽었을 것이다. 해양에서는 보다 점진적인 기후 변화와 산성화로 인한 연쇄적인 충격이 있었을 것이다.

칙술룹 분화구는 지름 180㎞에 달하는 거대한 분화구로 6,500만년 전 지름 10㎞ 정도의 소행성이 충돌한 충격으로 파인 것으로 여겨진다.

과거 다른 연구팀의 시뮬레이션 결과에 따르면 당시 지구에 충돌한 소행성은 화성과 목성 사이의 궤도를 돌던 밥티스티나 소행성의 모체(지름 170㎞)가 또 다른 소행성(지름 60㎞)과 1억6,000만년 전 충돌해 만들어진 파편 중 하나였다.

두 개 소행성의 충돌로 지름 10㎞ 이상의 파편만 300여개, 지름 1㎞ 이상의 파편이 14만개가 만들어졌고, 그 중 하나가 멕시코에 떨어져 지구 생물체의 70%를 죽음으로 몰고 간 것이다.

(한국일보, 1월 28일)
2008-01-28 20:19:13
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