호주서 44억년 된 광물 발견…지각 조기 생성 증거

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호주 서부 양떼 목장에서 지구에서 가장 오래 된 암석 조각이 발견됐다고 CNN이 24일(현지시간) 보도했다.

미국 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 지질학과 연구진이 전날 과학전문지 네이처의 자매지인 ‘네이처 지오사이언스’에 이곳에서 발견된 지르콘은 44억 년 전 결정된 광물로 가장 오래 된 지각의 파편이라고 발표했다.

이 연구를 주도한 존 벨리 교수는 CNN에 이 지르콘이 지금까지 보고된 광물 중 최고(最古)라며 이 광물은 반투명 빨간색이지만 전자에 노출되면 파란빛이 난다고 밝혔다.

지난 2001년 호주 서부 잭 힐스에 있는 낮은 언덕에서 발견된 이 광물의 길이는 400㎛이며 가장 긴 직경은 집먼지진드기보다 약간 더 크다.

연구진은 이 광물의 화학요소 구성 중 특히 산소 동위원소가 있어 44억 년 전 지구 온도가 물이 존재할 수 있을 정도였으며 따라서 생명체도 있었을 것으로 추정했다.

밸리 교수는 CNN에 "연구한 바에 따르면 지구 온도가 생각보다 훨씬 더 빨리 떨어졌다고 생각된다"며 "생각보다 더 일찍 지각이 형성됐다"고 밝혔다.

지구 나이가 약 45억4000만 년이지만, 모든 화석이 6억 년 전부터 만들어져 이는 확실히 그전에는 생명체가 존재하지 않았다는 것은 아니지만, 그 증거도 아직 없다.

밸리 교수는 물에 의해 퇴적된 최고의 암석은 38억년 전 것이고 그 사이 약 6억 년에 대해서 알려진 것이 없어 지옥 같은 시대라는 뜻의 ‘히데스대’라고 부른다고 설명했다.

지구 탄생설 중 약 45억 년 전 지구에 화성만 한 유성이 떨어졌다는 설이 가장 유력하다. 이후 달이 만들어지고 유성 충돌로 지각이 녹아 증발했고 뜨거운 마그마가 바다를 이뤘다고 보고 있다.

그러나 이 지르콘이 지구 탄생 초기 1억~2억 년 사이 존재했다는 것은 지표면 온도가 결정된 광물 파편이 형성될 수 있을 정도로 떨어져 대기의 수증기가 응축되어 대양을 이뤘음을 증명한다.

밸리 교수는 “그 당시 바다가 형성됐다면 지구 탄생 후 2억 년 사이에 생명체가 존재했을 것이라는 주장은 매우 타당성이 있다”고 밝혔다.

밸리 교수와 연구진은 2001년 잭 힐스에서 발견된 다른 광물의 연구도 보고했으나 이 광물의 정체와 나이를 밝히지 못했다.

암석 연대를 측정하는 방사성 동위원소 연대측정법 중 표준 방법은 납이 우라늄에 붕괴하는 비율을 측정하는 우라늄-납 측정법이지만, 납은 시간이 지나면 암석 안에서 돌아다녀 시대를 잘못 측정할 수 있다. 암석 일부에서 있던 납이 조사 당시 다른 곳으로 이동해서 없으면 최근 형성된 암석으로, 한 곳에 집중하면 오래 된 암석으로 측정될 수 있다.

연구진은 이 연구에서 납 원소들을 영상화해 동위원소 비율을 판단할 수 있는 원자 탐촉자 단층 찰영술을 활용했다.

연구진은 지르콘이 결정화된 후 납 원자 덩어리가 1억 년 동안 형성된 것임을 알아냈다. 이 납덩어리는 지름은 50미크론이 채 안 될 정도로 작다.

밸리 교수는 납 원자들이 많이 이동하지 않아 연구진이 기존 방법으로도 광물 연대를 측정하는데 차질이 생기지 않다고 설명했다.

연구진은 이 조사 결과 이 광물을 연대를 44억 년으로 결론내렸다.

【서울=뉴시스】