지구, 대형 별 폭발 없었으면 '물바다' 됐을 수도

(톱스타뉴스 김명수 기자) 인류를 비롯해 다양한 생물이 사는 지구의 안정적 환경은 태양계 형성 초기 인근에서 대형 별이 폭발하면서 지구의 구성 요소가 된 미행성(微行星)들의 물을 증발시킨 덕일 수 있다는 연구결과가 나왔다.

태양의 30배에 달하는 대형 별이 초신성으로 폭발해 방사성 원소인 '알루미늄-26'이 태양계로 쏟아져 들어오지 않았다면 지구는 전체가 빙하와 물로 덮인 적대적 환경이 됐을 수도 있다는 것이다.

스위스 국립 프래닛S 연구역량센터(NCNR)의 박사후 연구원 팀 리히텐베르크가 이끄는 연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 얻은 이런 연구 결과를 과학저널 '네이처 천문학(Nature Astronomy)' 최신호를 통해 밝혔다.

연구팀은 암석과 얼음으로 된 수십킬로미터 크기의 미행성들이 젊은 별 주변의 가스와 먼지 원반에서 형성돼 행성의 '배(胚)'를 만들고, 행성으로 진화해가는 컴퓨터 모델을 만들어 연구했다.

태양에 가까이 있는 미행성은 열로 수분이 증발하지만 이른바 '설선(snowline)' 밖의 미행성에 포함된 얼음은 행성에 포함돼 물이 된다.

지구의 물은 대부분 이런 미행성들로부터 얻은 것으로 알려져 있다.

연구팀에 따르면 지구 표면의 3분의 2 이상을 물이 덮고 있지만 태양계 안쪽의 암석형 행성들은 우주기준으로 볼 때 아주 건조한 편이다.

지나치면 독이될 수 있는 것처럼 암석형 행성에서 물이 지구보다 훨씬 많아지면 규산염 맨틀은 깊은 바닷물과 해저의 두꺼운 얼음층으로 덮여 탄소 순환과 같은 지구 화학적 과정이 일어나지 않게 된다. 이런 과정은 기후를 안정시키고 생명체가 출현할 수 있는 환경을 조성하는 데 꼭 필요한 것으로 알려져 있다.

수천여회에 걸쳐 이뤄진 컴퓨터 시뮬레이션에서 행성은 질적인 측면에서 태양계의 행성들처럼 물이 적은 것과 행성 전체가 물로 덮인 두 종류로 대별됐다.

전자에서는 미행성들이 갖고 있던 얼음이 행성에 전달되기 전에 내부의 열로 증발하는 것으로 나타났다. 운석에 남은 원시 흔적으로 볼 때 태양계에서 이런 내부의 열은 약 46억년 전 태양이 탄생한 직후에 발생했다.

원시 태양이 형성된 뒤 초신성이 폭발하면서 알루미늄-26을 포함한 방사성 원소가 별에서 융합된 뒤 항성풍이나 초신성 산란물에 섞여 태양계로 흘러들고 방사성 발열로 미행성의 물을 증발시켰다는 것이다.

반면 행성 형성 때 알루미늄-26이 존재하지 않는 행성은 미행성의 얼음이 그대로 물로 전환됨으로써 물로 가득찬 행성을 형성하는 것으로 나타났다.