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 중력 상호작용으로 인해 달의 한쪽 반구는 항상 정지해 있으며, 지구를 향하지 않습니다. 하지만 달은 여전히 자전하며, 단지 자전축을 중심으로 한 바퀴를 도는 데 시간이 걸릴 뿐입니다.

이 현상을 동주기 자전이라고 하며, 달의 뒷면에는 남북으로 1,930km, 동서로 1,600km에 걸쳐 뻗어 있는 남극-에이트켄 분지라는 거대한 분화구가 있습니다.

이 고대 충돌구는 약 43억 년 전 소행성이 젊은 달에 충돌했을 때 형성되었습니다.

미국 애리조나 대학교 과학자 들이 발표한 새로운 연구에 따르면, 이 거대한 충돌 분화구는 달의 형성 및 초기 진화에 대한 비밀을 간직하고 있다고 합니다.

제프리 앤드류스-한나 교수와 그의 동료들은 남극-에이트켄 분지의 모양을 면밀히 분석한 후 이를 발견했습니다 . 태양계의 거대 충돌 분지는 충돌 방향을 따라 바닥으로 갈수록 가늘어지는 특징적인 물방울 모양을 가지고 있습니다.

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

이전에는 소행성이 남쪽에서 충돌했을 것으로 추정했지만, 새로운 분석 결과 분지가 남쪽으로 갈수록 좁아지는 형태라는 것이 밝혀져 충돌은 북쪽에서 일어났음을 시사합니다. 이처럼 사소해 보이는 차이점은 아르테미스 우주선이 이 지역 근처에 착륙했을 때 우주비행사들이 무엇을 발견하게 될지에 중대한 영향을 미칩니다.

충돌 분화구는 물질을 고르게 분포시키지 않습니다. 분화구 끝부분은 종종 두꺼운 방사성 물질층 아래에 묻혀 있는데, 이는 충돌 당시 달 내부 깊은 곳에서 분출된 물질입니다. 분화구 끝부분은 이러한 파편을 상대적으로 적게 받았습니다.

아르테미스 우주선은 분지의 남쪽 가장자리를 목표로 삼았기 때문에 충돌 궤적이 조정되었고, 이는 우주비행사들이 달 깊숙한 곳의 물질을 연구하는 데 필요한 정확한 위치에 착륙하여 시추 작업 없이 지질학적 코어 샘플을 얻을 수 있음을 의미했습니다.

Hố va chạm lớn nhất của Mặt Trăng có điều gì đó kỳ lạ đang diễn ra - 3 — 달의 풍요의 바다에 있는 메시에(왼쪽)와 메시에 A(오른쪽) 충돌 분화구는 아폴로 11호가 촬영했습니다. 이는 저각 충돌로 형성된 충돌 분화구의 훌륭한 예입니다(사진: NASA).

이 발견이 특히 흥미로운 이유는 분화구 안의 물질에 특이한 점이 있기 때문입니다. 달은 초기 역사에서 전 지구적인 마그마 바다로 덮여 있었습니다. 이 용융된 층이 수백만 년에 걸쳐 식고 결정화되면서 무거운 광물은 가라앉아 맨틀을 형성했고, 가벼운 광물은 떠올라 지각을 형성했습니다.

하지만 특정 원소들은 고체 암석에 포함되지 못하고 액체 마그마의 최종 잔류물에 농축되었습니다. 칼륨, 희토류 원소, 인 등을 포함하는 이러한 잔류 원소들은 총칭하여 KREEP라고 하며, 고체화되지 못했습니다.

크립(KREEP)이 왜 거의 전적으로 지구를 향한 달의 면에 집중되어 있는지는 여전히 미스터리입니다. 이 방사성 물질은 열을 발생시켜 격렬한 화산 활동을 일으키고, 그 결과 지구에서 우리가 보는 달의 익숙한 "얼굴"을 이루는 검은 현무암 평원이 형성되었습니다.

한편, 숨겨진 면에는 여전히 많은 분화구가 있지만 화산은 거의 없습니다.

새로운 연구는 달의 지각이 뒷면이 훨씬 두꺼운 이유, 즉 과학자들이 아직 완전히 이해하지 못했던 비대칭 현상에 대한 설명을 제시합니다. 연구팀은 뒷면의 지각이 두꺼워지면서 그 아래에 남아 있는 마그마 바다를 압축시켜 뒷면으로 갈수록 얇아졌다고 주장합니다.

Hố va chạm lớn nhất của Mặt Trăng có điều gì đó kỳ lạ đang diễn ra - 4 — 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)의 카구야 탐사선에서 얻은 달 남극의 에이트켄 분지 사진. -45도 각도에서 관측되었다. 검은색 고리는 이전 추정치이며, 보라색과 회색 타원형 고리는 분화구의 안쪽과 바깥쪽 가장자리를 나타낸다(이미지 출처: Wikimedia).

남극-에이트켄 충돌은 이 모델을 뒷받침하는 결정적인 증거를 제공합니다. 분지의 서쪽 경사면에는 KREEP가 풍부한 물질의 특징인 방사성 토륨이 고농도로 존재하지만, 동쪽 경사면에는 그렇지 않습니다.

이러한 비대칭성은 충돌 지점이 달 지각의 경계면, 즉 반대편 일부 아래에 여전히 얇고 분리된 크리프(KREEP)가 풍부한 마그마 층이 존재하는 지점을 관통했음을 시사합니다. 이 충돌은 본질적으로 앞면의 크리프가 풍부한 지역과 반대편의 일반적인 지각 사이의 전이 지대로 통하는 창을 열어준 셈입니다.