중국의 달 탐사선 창이(Chang’e)-6호가 달의 후면에서 채취한 시료 1,935.3g을 지구로 가져온 지 1년이 넘었다. 

이 시료 덕분에 인류의 주요 탐사 목표인 달에 대해 많은 새로운 사실을 알게 됐지만, 아직 모든 분석이 끝나지 않았으며, 앞으로 더 많은 놀라운 발견이 이어질 것으로 보인다.

중국 언론들에 따르면 중국국가항천국(CNSA)은 지난해 창이-6호를 발사해 달 후면에서 가장 크고 깊으며 오래된 충돌 분지로 알려진 남극-아이킨(South Pole–Aitken, SPA) 분지를 목표로 탐사를 수행했다.

약 43억 년 전에 형성된 이 거대 충돌 분지는 직경 약 1,600마일(약 2,500km), 깊이 약 5마일(약 8km)에 달하며, 달 형성과 초기 태양계 역사를 이해하기 위한 탐사 임무에서 반드시 주목해야 할 지역으로 꼽힌다.

중국 탐사선이 가져온 시료 분석을 통해 과학자들은 오래전 달 전체가 용융 마그마의 바다였음을 확인했다. 또한, 달이 형성된 충돌은 일반적인 원자폭탄의 폭발력보다 1조 배나 강력했다는 사실도 밝혀냈다. 

그리고 중국 연구팀이 발표한 새로운 연구에 따라 SPA 분지 북쪽 가장자리에서 관측된 자기 이상(magnetic anomalies)의 기원에 대한 첫 단서를 얻었으며, 달에서 지금까지 알려지지 않았던 산화 반응이 존재한다는 가능성도 확인했다.

이 발견은 중국 산둥대학교, 중국과학원 지화학연구소, 윈난대학교 공동 연구팀에 의해 진행됐으며, 학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에 게재됐다. 이는 달 과학 분야에서 중요한 돌파구로 평가된다.

핵심은 중국 연구진이 매우 미세한 크기의 적철석(hematite, α-Fe2O3)과 자철석 계열 산화광물인 마그헤마이트(maghemite, γ-Fe2O3) 결정이 거대 충돌로 인해 형성됐다는 직접적 증거를 세계 최초로 확인했다는 점이다. 

지금까지 달에서는 고원자가 철 산화물(high-valence iron oxides)이 매우 부족한 것으로 여겨져 왔기에 특히 놀라운 발견이다. 이번 분석 결과는 달 표면에서 특정 형태의 산화 과정이 일어나고 있거나, 과거에 존재했음을 시사한다. 

연구팀은 “적철석 형성은 달 역사상 큰 충돌 사건과 밀접히 관련돼 있을 가능성이 있다”라고 설명하며, 충돌 과정에서 생성되는 중간 산물로 자기적 성질을 지닌 자철석(magnetite)과 마그헤마이트가 만들어졌을 것이라고 추정한다. 

이는 SPA 분지 북쪽에서 과거 원격 탐사 임무들이 관측한 자기 이상 현상을 설명할 수 있는 첫 번째 직접 시료 증거로 평가된다.

최근 CNSA는 보유한 달 시료를 국제 연구팀에도 개방하기 시작했으며, 이는 앞으로 달과 관련된 더욱 흥미로운 과학적 발견을 이끌 가능성을 크게 높이고 있다. 다만 근본적인 돌파적 발견을 위해서는 결국 인간이 직접 달 현장에 발을 딛는 탐사가 필요하며, 그 순간이 오기까지는 아직 시간이 더 필요할 것으로 보인다.

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