달의 맨틀 아래 내부의 미스터리, '문 구' 층의 존재와 움직임 확인

달의 구조는 대략적으로 지구와 마찬가지로 "핵", "맨틀", "지각"으로 구성되어 있다고 학교에서 배웠던 적이 있었을 것이다. 그러나 달 내부에는 핵과 인접한 맨틀의 가장 아래에 "문 구(Moon Goo)"라고 불리는 부드러운 층이 있으며, 그 층이 움직일 가능성이 제기되었다.

 

 

 

이번에 NASA와 애리조나 대학의 과학자들이 달 탐사선이 수집한 중력장의 변동 데이터를 바탕으로 시뮬레이션을 실시한 결과, 문 구는 실제로 존재하며 움직이고 있다는 사실이 밝혀졌다고 한다.

 

| 달 맨틀 깊숙한 곳에 있는 반쯤 녹은 층, "문 구"는 존재할까?

 

달의 내부는 금속으로 이루어진 "핵"과 주로 감람석으로 구성된 "고체 맨틀"로 이루어져 있다고 알려져 있다. 하지만 지금까지의 연구에 따르면, 이 고체 맨틀의 깊숙한 곳, 핵에 인접한 부분에는 반쯤 녹은 부드러운 미지의 층, "문 구"가 존재할 가능성이 제기되었다.

 

이 가설에는 반론도 있기 때문에 사실 여부는 아직 명확하지 않다. 하지만 이번 시뮬레이션을 통한 최신 연구는 이 가설을 지지하는 결과를 보여주고 있다. 그 근거는 달의 조석력에 대한 반응이다. 지구의 경우, 달과 태양의 중력에 의해 형태와 자기장이 주기적으로 왜곡된다. 잘 알려진 바다의 밀물과 썰물은 그 주요한 영향 중 하나다.

 

이와 같은 현상이 지구와 태양의 중력에 의해 달에서도 발생하고 있다. 이러한 조석력에 대한 달의 반응은 그 내부 구조와 크게 관련이 있다. 따라서 달의 반응을 조사하면 그로부터 지하 깊숙한 구조를 추정할 수 있다.

 

| 새로운 시뮬레이션으로 문 구의 움직임을 확인

 

조석력에 대한 달의 반응은 중력장의 변화로 나타난다. 이번에 NASA 고다드 우주비행센터 팀은 달 탐사선 "GRAIL"과 "루나 리코네상스 오비터"가 측정한 중력장 데이터를 사용해 달의 반응을 조사했다. 과거에 한 달 주기의 반응이 조사된 적이 있었기에 이번에는 1년 주기의 반응을 조사했다. 그리고 이를 바탕으로 달의 시뮬레이션을 수행했다.

 

그 결과, 관측된 달의 1년 주기의 반응과 일치하는 결과는 오직 맨틀의 가장 아래에 부드러운 층이 존재한다고 가정한 경우에만 나오는 것으로 확인되었다. 즉, 맨틀의 가장 아래에 반쯤 녹은 층, "문 구"가 존재한다는 가설과 일치하는 결과였다는 것이다. 연구팀에 따르면, 만약 문 구가 실제로 존재한다면 "일메나이트(티탄철광)"라는 광물이 풍부하게 포함되어 있을 것이라고 한다.

 

다만 이번 시뮬레이션에 의해 가설이 완전히 증명된 것은 아니다. 달 내부의 진화에 대해서는 여전히 불확실한 점이 많으며, 42억 년 전에 내부에서 뒤집혔다는 설도 있다. 이러한 달의 수수께끼를 풀고 수십억 년 동안 녹은 상태를 유지해 온 열원을 규명하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다고 한다. 이 연구는 "AGU Advances"(2024년 9월 14일자)에 게재되었다.

 

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