달의 물은 어디에서 왔을까?

미국항공우주국(NASA)은 13일 "달에서 상당량의 물을 발견했다"고 발표했다. 그동안 달 표면에는 물이 없다고 알려져 왔으나 이번 발표로 인류의 달 연구과 기지 건설에 획기적인 변화가 가능해졌다.

NASA는 지난달 9일 달 표면에 물이 있는지 확인하기 위해 폐기대상 우주선 2척을 시속 9000km의 속도로 달의 남극 부근 '카베우스' 분화구에 충돌시키는 실험을 실시했다. 첫 번째 우주선이 달에 충돌하면서 발생한 먼지 파편 기둥의 관련 정보를 뒤따르던 두 번째 우주선이 수집해 전송했으며 4분 뒤 같은 지점에 충돌했다.

NASA는 충돌 실험 결과를 분석해 20¤30m 크기의 분화구로부터 솟은 먼지 파편 기둥에서만 최소 95L의 물을 발견했다고 밝혔다. 발견된 물 입자는 얼음 형태였고 분화구의 온도는 영하 230도가량으로 추정됐다.

그런데 달에 존재하는 물은 과연 어디에서 온 것일까? 과학전문지 내셔널지오그래픽 인터넷판은 18일 달 표면의 물을 다룬 기사에서 이 같은 궁금증에 대한 가설을 정리했다.

▶ 가설 1: 달의 화산이 표면으로 물을 밀어 올렸다?

지구상의 물처럼 달이 형성될 당시엔 물이 한 구성요소로서 존재했다는 것이 이 이론의 골자다.

이론에 따르면 물은 달 내부에 응집해 있었다. 지금은 사라졌지만 아주 오래 전 달의 내부에는 높은 온도의 핵이 있었으며 화산에서 나오는 분출물이나 가스가 내부에 있던 물을 조금씩 달 표면으로 밀어 올린 것이 얼음으로 굳어졌다는 설명이다.

▶ 가설 2: 물이 달 표면에서 자체적으로 생성됐다?

달의 물은 태양으로 인해 생성됐다고 주장하는 과학자도 있다. 태양풍이 달의 광물과 화학 반응을 통해 물을 자체적으로 만들어냈다는 것이다.

이 이론은 태양이 방출하는 태양풍 입자에 포함된 수소(H2)가 달 표면에 충돌하면서 산소(O)를 다량 포함한 광물과 상호작용을 일으킨 결과로 물(H2O)이 생성됐다는 것이다. 이 같은 반응이 일어나려면 아주 오랜 시간이 걸리는데 달이 형성된 뒤 수십억 년이 지나면서 가능했다는 설명이다.

▶ 가설 3: 혜성이나 소행성이 달에 물을 가져왔다?

아주 오래 전에 수분을 포함한 혜성이나 소행성이 달에 충돌해서 물이 생기게 됐다는 가설도 있다. 이런 경우엔 대부분의 수분이 우주 공간으로 방출될 가능성이 높지만 일부 물 분자가 달의 중력에 이끌려 남아 있을 가능성이 있다는 설명이다.

이 가설을 주장하는 과학자들은 혜성이나 소행성이 충돌한 뒤 달 표면에 수증기 구름이 생겼을 것으로 추정한다. 그리고 여기에 포함된 수분이 달의 양극 부근으로 이동해 얼음이 돼 지금까지 남았다는 설명이다.

▶ 가설 4: 달의 물은 지구에서 건너간 것이다?

마지막으로 지구상에 있던 물이 달로 옮겨갔다는 가설이 있다. 아주 먼 옛날 지구와 달의 거리가 매우 근접했을 때 태양풍이 지구 대기에 있던 수증기를 흡수해 달에 도달했다는 주장이다.

또 거대한 혜성이나 소행성이 지구에 충돌한 뒤 그 충격으로 바닷물이 우주 공간에 일부 방출됐다가 가장 가까운 달 표면에 넘어갔다는 이론도 있다.

남원상 기자 surreal@donga.com