지하 660㎞ 아래에 에베레스트보다 더 큰 산 존재

지구의 지각과 맨틀(주황색), 전이대(상·하부 맨틀간 고동색), 핵(노란색)

[프린스턴 대학 카일 맥커넌 제공]

▲ 천리안 위성 2A호 천연색 컬러영상.

<사진=과학기술정보통신부 제공

지하 660㎞ 아래에 에베레스트보다 더 큰 산 존재

프린스턴대 연구팀, 1994년 볼리비아 규모 8.2 지진파 분석

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 지구 땅속 660㎞ 아래에 에베레스트보다 더 큰 산이 존재하는 것으로 학계에 보고됐다.

미국 프린스턴 대학의 지구물리학자 제시카 어빙 부교수가 이끄는 연구팀은 1994년 볼리비아에서 발생한 규모 8.2

강진의 지진파 자료 등을 활용해 전이대(轉移帶·transition zone)의 가장 밑인 660㎞ 층에서 산을 비롯한 복잡한 지형을 찾아냈다고 과학저널 '사이언스(Science)' 최신호에 밝혔다.

전이대는 지구 맨틀의 상부와 하부 사이에 있으며, 산 등 복잡한 지형이 발견된 층은 공식적인 명칭 없이 660㎞ 층으로만 불리고 있다.

연구팀은 지진파도 광파처럼 모든 방향으로 뻗어 나가면서 같은 성질의 암석에서는 직진하고 경계나 '표면 거칠기

(roughness)'에 따라 반사되거나 휘는 등의 성질을 보이는 것을 활용했다.

 빛이 부딪혀 산란하는 것으로 물체를 보듯이 지진파가 지하에서 퍼져나가면서 산란하는 것으로 지하세계를 들여다

본 것이다.

지진파 자료는 규모 7.0 이상의 것만 모았으며 역대 두 번째로 깊은 위치에서 발생한 1994년 볼리비아 지진 자료가

 핵심이 됐다. 이를 토대로 슈퍼컴퓨터를 돌려 660㎞ 층에서 산란 지진파를 재현해 냈다.

그 결과, 660㎞ 층의 표면 거칠기가 지상보다 더 강력하다는 결론에 도달했다.

 산의 정확한 높이까지 측정하지는 못했지만 땅속의 산들이 지상의 어떤 산보다 크다는 것이다.

논문 제1저자로 최근 프린스턴 대학에서 박사 과정을 마친 뒤 캘리포니아공대(Caltech) 연구원으로 옮긴 우원보 박사는 이에 대해 "로키산맥이나 애팔래치아 산맥보다 더 강력한 지형이 660㎞ 층에 존재한다는 의미"라고 설명했다.

에베레스트 전경

 [AFP=연합뉴스]

660㎞ 층은 지각과 마찬가지로 큰 산처럼 표면 거칠기가 강한 곳과 해저처럼 부드러운 곳이 함께 있는 것으로 나타났다.

연구팀은 전이대의 중간 부분인 410㎞ 층도 들여다봤지만 660㎞ 층과 같은 표면 거칠기는 나타나지 않았다.

연구팀은 이번 연구결과가 지구의 형성과 기원에 관한 이해를 넓히고, 지질학계의 논쟁에 대한 새로운 통찰력을 제공해주는 것이라고 주장했다.

지질학계에서는 그간 지구의 84%를 차지하는 맨틀의 상부와 하부가 화학적으로 달라 열이 전달되거나 물리적으로 섞일 수 없다는 주장과, 상·하부 맨틀 간에 화학적 차이가 없어 핵과 맞닿은 맨틀 하부의 열이 상부로 전달되며 열 전달 사이클에 똑같이 참여하고 있다는 주장이 맞서왔다.

이는 상·하부 맨틀 사이에 있는 660㎞ 층이 어떤 역할을 하고 있느냐와도 연결돼 있는 논쟁이기도 했다.

우 박사는 이와 관련, 양측의 주장이 부분적으로 모두 옳을 수 있다면서 상·하부 맨틀 간에 수직적 혼합이 이뤄진 곳에서는 660㎞ 층이 부드럽고, 상·하 맨틀 간에 잘 섞이지 않는 곳에서는 산과 같은 지형이 형성됐을 수 있다고 덧붙였다.

eomns@yna.co.kr

<저작권자(c) 연합뉴스,

위성 사진을 통해 발리의 아궁화산이 11마일(18km) 떨어진 곳에 위치한 바투르

 산과 배관으로 연결돼 있다는 것을 확인했다. <사진제공=데일리메일>

발리 2개 화산, 땅속으로 연결돼 있다

[뉴스웍스=문병도 기자] 아궁산은 환태평양 조산대에 속하는 인도네시아 발리섬 북동쪽에 위치한 해발 3031m의 대형 화산이다.

1808년 이후 수차례 분화하고 있다. 1963년 대규모 화산재 분출로 미처 대피하지 못한 주민 1600명이 목숨을 잃기도

했다. 이후 한동안 잠잠하다가 2017년부터 화산재가 뿜어져 나오면서 분화 조짐을 보이고 있다.

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아궁산 북서쪽에는 1717m의 소규모 바투르 화산이 있다.

아궁화산이 11마일(18㎞) 떨어진 곳에 위치한 바투르 화산과 땅속에서 서로 연결돼 있다는 사실이 확인됐다.

과학자들이 유럽우주국(ESA)에서 찍은 영상들을 통해 아궁산 정상에서 3마일(5㎞) 이상 떨어진 화산 북쪽 사면에서

 높이 4인치(10㎝)의 특이한 땅속 버블을 발견했다.

영국 데일리메일은 이것은 마그마가 수직으로뿐만 아니라 수평으로 움직일 수 있다는 것을 증명하는 것으로, 이것은

이 아궁산이 바투르 산과 물리적으로 연결되어 있다는 것을 보여준다고 과학자들이 결론 내렸다고 16일 보도했다.

브리스톨 대학교가 이끄는 연구팀은 ESA의 위성 기술을 사용해 2017년 화산 활동 동안 표면 수준의 변동을 탐지했다.

이 기간 동안 브리스톨대 지구과학대학원 연구진들은 ESA가 제공한 위성사진을 이용해 아궁산의 지반변형을 감시했다.

 

파비엔 알비노 브리스톨 대학의 지구과학대학 박사는 "놀랍게도 우리는 지진 활동과 지반 변형 신호가 정상에서 5킬로미터 떨어진 곳에 위치해 있다는 것을 알아냈다"면서 "이것은 마그마가 수직방향 뿐만 아니라 수평방향으로 움직여야 한다는 것을 의미한다"라고 말했다.

이번 연구는 아궁산과 바투르 화산을 연결한 배관 시스템이 있다는 최초의 지구물리학적 증거가 되고 있다.

그들은 이번 발견이 그 지역에서 미래의 폭발을 예측하는데 중요한 영향을 할 수 있다고 말한다. 이것은 화산 폭발 예측에 중요한 영향을 미치며 1963년과 같은 동시 분출의 발생을 설명할 수 있다.

1600명의 생명을 앗아간 50년전 당시 아궁 화산폭발과 동시에 북서쪽에 위치한 바투르 산에서도 작은 규모의 폭발이

 잇었다.

당시 두 화산이 연관돼 있다는 추측이 나오기도 했다.

전문가들은 이같은 추측이 사실이었다는 것을 최초로 증명할 '지질학 증거'를 발견한 것으로 보고 있다.

연구를 이끈 줄리엣 빅스 박사는 "원격 감지를 통해, 우리는 어떤 지상의 움직임도 파악할 수 있는데, 이것은 신선한

마그마가 화산 아래로 움직이고 있다는 지표가 될 수 있다"라고 말했다.

이번 연구 결과는 결과는 네이처 커뮤니케이션지에 실렸다. 

남태평양의 무레아섬. 빨간색은 초목이 무성한 녹지인데, 심장을 연상시키기도록 색

처리를 한 것이다. 섬을 둘러싸고 있는 연한 파란색은 산호초다.

 ESA 제공

우주에서 본 지구의 하트들

2월14일 발렌타이데이 즈음해
유럽우주국이 공개한 사진들
내 심장 다루듯 지구도 소중히

 

우주에서 지구를 바라보면 푸르게 빛나는 지구 그 자체가 경탄을 자아내게 한다고 우주비행사들은 말한다.

그리곤 이 아름다운 지구를 잘 지켜야겠다는 다짐을 한다고 한다.

 이를 조망효과라고 부른다.

그런데 위성들이 지구 곳곳을 촬영한 사진 속에는 좀더 놀라운 지구의 모습들이 담겨 있다.

유럽우주국(ESA)은 매년 발렌타인데이(2월14일)에 우주에서 찾아낸 하트 모양의 지구 이미지를 공개해 오고 있다.

 제눈에 안경이란 말처럼, 아름다운 것에 대한 생각은 각기 다를 것이다.

 하지만 우주에서 바라본 이 지구 모습에서 아름다움을 느끼지 않을 사람은 거의 없을 듯하다.

내 심장을 소중히 여기듯 지구 역시 소중히 보호하자는 취지가 담겨 있는 사진들을 몇가지 소개한다.

유럽우주국은 올해 이례적으로 하트 모양의 섬과 호수 세 곳을 잇따라 공개했다. 처음 공개한 사진은 남태평양 프랑스령 폴리네시아에 있는 하트 모양의 화산섬 무레아(Moorea)다.

폴리네시아에서 두번째로 큰 섬으로 가장 큰 섬인 타히티 북서쪽 20km 지점에 있다.

발렌타인데이를 기념해 심장 느낌이 물씬나도록, 초목이 무성한 녹지를 붉은색으로 처리했다.

 섬 외곽은 산호초가 둘러싸고 있다.

 유럽우주국의 지구환경 모니터링 프로젝트인 코페르니쿠스의 센티넬2 위성이 촬영했다.

아르헨티나의 스트로벨호수.

두번째 사진은 아르헨티나의 스트로벨호수다. 쥐라기호수로도 불린다.

파타고니아평원에 있으며 물이 매우 맑은 것으로 유명하다.

세계에서 가장 큰 무지개송어가 살고 있는데, 이 때문에 쥐라기호수라는 별명이 붙은 것으로 보인다. 역시

코페르니쿠스 센티넬2 위성이 촬영했다.

몽골의 한 호수.

세번째 사진은 몽골의 한 호수다. 2017년 국제우주정거장에서 활동하던 유럽우주국 소속의 프랑스인 우주비행사가

촬영했다.

그는 당시 트위터를 통해 “발렌타인데이가 또 다시 닥쳐왔다”며 이 사진을 공유했다.

남태평양 투파이섬.

남태평양에 있는 프랑스령 폴리네시아의 산호섬인 투파이(Tupai)다.

유럽우주국 프로바1 위성이 고도 600km 상공에서 촬영했다.

붉은색으로 칠한 부분이 육지다.

인도 남서부 해안의 무인도 네트라니섬.

인도 남서부의 카르나타카주에 면해 있는 아라비아의 무인도 네트라니섬이다.

해안에서 20km 떨어져 있다.

 유럽우주국의 코페르니쿠스 센티넬2 위성에서 찍은 것이어서 아주 작게 보이지만 모양만큼은 확실한 하트다.

 역시 발렌타인데이를 기념해 적외선 장비로 빨간색 처리를 했다.

크로아티아 아드리아해의 갈레쉬냐크섬.

남유럽 크로아티아의 아드리아해에 있는 갈레쉬냐크섬이다.

 폭 500m의 섬으로 일본의 지구관측위성 알로스(ALOS)에서 촬영했다.

뉴칼레도니아섬의 맹그로브숲. 아리랑2호가 촬영했다.

남태평양 뉴칼레도니아섬의 강과 해안을 따라 형성된 맹그로브 숲의 모습이다.

 이 섬 북서쪽에 보이는 작은 하트 모양은 보(Voh)라는 마을에 인근에 있어 `보의 심장'이라고 불린다.

맹그로브 숲이 세월을 거치며 만들어낸 하트다.

한국의 항공우주연구원이 띄운 인공위성 아리랑2호가 2009년 4월1일 촬영했다.

칠레 소금평원의 호수.

칠레 북부의 아타카마 소금평원 서쪽에 있는 하트 모양의 미스칸티호수다.

그 아래 작은 호수는 미니케 호수다.

담수보다 염분이 많지만 바닷물보다는 덜하다.

일본의 지구관측위성 알로스가 촬영했다.

우주에 떠 있는 심장 ‘하트성운’.

마지막 사진은 지구에서 눈을 돌려 저 높은 하늘 위의 우주에서 찾아낸 하트 모양의 성운이다.

심장 모양을 닮았다 해서 하트성운(Heart Nebula)이라고 이름붙였다.

 카시오페아 자리 동쪽에 있으며, 지구로부터의 거리는 7500광년이다.

성운이란 가스와 먼지구름이 뒤섞여 있는 천체다. 허블우주망원경이 촬영했다.

곽노필 기자 nopil@hani.co.kr, 

아폴로 14호가 가져온 달 암석. 화살표 부분이 이번 분석에서 지구의 파편으로

추정한 곳이다.

USRA 제공

달에서 가져온 표본에 40억년 전 지구 암석이?

48년전 아폴로 14호가 가져온 표본 ‘빅 버사’
“소행성 충돌로 달에 날아간 지구 파편” 분석

 

48년 전 아폴로 14호가 가져온 달 표본에 40억년 전 지구의 파편이 포함돼 있다는 연구 결과가 나왔다.

휴스턴의 미 항공우주국(NASA) 존슨우주센터에 보관중인 약 9kg 무게의 달 표본 14321, 일명 `빅버사'( Big Bertha)를 분석한 내용이다.

스웨덴 호주 공동연구진은 최근 국제학술지 '지구 및 행성 과학 저널'(Earth and Planetary Science Letters)에 발표한 논문에서, 이 암석은 지구 형성 초기인 하데스대(Hadean eon)에 속하는 40억년 전, 한 소행성이 지구와 충돌한 뒤

우주로 흩어진 파편 가운데 일부가 달에 당도해 달 표면 물질과 섞인 것으로 추정된다고 발표했다.

 당시 달과 지구의 거리는 지금의 3분의1에 불과했다.

연구진은 이 암석의 조각에서 석영과 장석, 지르콘 성분을 확인했다.

이 성분들은 지구에서는 흔하지만 달에서는 매우 희귀한 물질이다.

연구진은 이 돌 조각의 화학 구성을 분석한 결과, 달과 같은 고온·환원 조건보다는 지구와 같은 온도·산화 시스템에

의해 만들어진 것이라는 결론을 내렸다.

잦은 소행성 충돌로 수많은 분화구가 생긴 원시 지구 상상도.

USRA 제공

연구진이 추정한 이 돌의 달 여행 경위는 이렇다. 이 암석은 원래 지구 땅속 20km 깊이에 묻혀 있었다.

당시엔 소행성들이 지구에 거의 일상적으로 충돌하고 있었다.

 이에 따라 수킬로미터 크기의 충돌분지 수천개가 지구 곳곳에 형성됐고, 그 영향으로 땅속 깊숙히 묻혀 있던 물질들이 땅 위로 솟아올랐다.

이후 다른 소행성과의 충돌으로 우주로 날아갔다 결국 달에 당도한 파편은 이곳에서도 몇차례의 소행성 충돌을 겪으며 39억년 전 땅속 60~80미터 지점에 묻혔다.

 이 암석을 다시 땅 위로 끌어올린 건 약 2600만년 전 이곳에 충돌한 마지막 소행성이었다. 이 소행성이 달에 지름

 340 크기의 콘 크레이터(Cone Crater)를 만들면서, 그 충격으로 땅속에 있던 `빅 버사'가 땅 위로 튕겨져 나왔다.

 수천만년을 고요하게 보내던 이 암석은 1971년 아폴로 14호(1월31일~2월6일) 우주비행사에게 발견돼 다시 고향인

지구로 돌아왔다.

연구를 이끈 데이비트 크링 박사는 대학우주연구협회(USRA)가 낸 보도자료를 통해 "이 샘플은 태양계 형성 초기

10억년 동안의 강렬한 충돌기간이 남긴 유물"이라며 "그러나 이번 연구가 내린 결론이 지질학자들에겐 논쟁의 여지가 있을 수 있다"고 밝혔다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr,

▲ 50년 전 크리스마스 이브, 아폴로 8호 승무원들이 달 궤도에서 본 ‘지구돋이’

 광경. ‘블루 마블’이라는 이름을 얻은 이 사진은 우주탐험사상 가장 유명한

사진이 되었다.

 (출처=NASA, Apollo 8 Crew, Bill Anders; Processing and License: Jim Weigang)

[출처: 서울신문