미국 항공우주국(NASA)의 1972년 달 유인 탐사 당시 아폴로 우주비행사들이 가져온 달 샘플 분석 결과에 따르면, 해당 결정은 최소 44억 6천만 년 전에 생성된 것으로 확인되었습니다. 이로써, 달의 나이가 기존 과학적 추정보다 4천만 년 이상 더 오래된 것으로 밝혀졌습니다.
미국 필드박물관과 시카고대의 필립 헥 교수와 영국 글래스고대의 제니카 그리어 교수팀은 이 연구 결과를 '지오케미컬 퍼스펙티브 레터스'(Geochemical Perspectives Letters) 라는 과학 저널에서 발표했습니다.
헥 교수는 이 연구 결과를 통해 달 샘플 내의 결정이 "지구와 거대 천체 충돌 후 파편들이 모여서 원시 달이 형성된 이후 만들어진 가장 오래된 고체 물질"임을 확인하며, 이것이 달 연대를 정확히 파악하는데 중요한 단서가 될 것이라고 설명했습니다.
과학자들은 이전에 태양계 형성 초기, 지구가 성장하던 약 40억 년 전에 화성 크기의 거대 천체(테이아)가 지구와 충돌하여 달이 형성되었다고 믿어왔습니다. 그러나 달이 정확히 언제 형성되었는지는 아직 알려지지 않았습니다.
이 연구는 논문 제1 저자인 제니카 그리어 교수가 달 샘플의 정밀 분석을 제안하면서 시작되었으며, 연구에 사용된 샘플은 아폴로 17호 탐사 임무에서 가져온 것입니다. 이 샘플에는 달 형성 시기에 형성된 작은 지르콘 결정이 포함되어 있었습니다.
연구팀은 달 샘플을 분석하기 위해 집속 이온 빔 현미경을 사용하여 샘플을 날카롭게 연마하고 자외선(UV) 레이저를 사용하여 원자들을 증발시켰습니다. 그 후 증발한 원자들의 질량을 분석하여 지르콘 결정 내의 방사성 붕괴를 통해 결정의 나이를 파악했습니다.
연구 결과, 달 표면 마그마가 굳은 뒤 형성된 지르콘 결정은 약 44억 6천만 년 전에 만들어진 것으로 확인되었습니다. 이로써, 달의 나이는 최소한 그보다 더 오래된 것으로 결론 지었습니다.
필립 헥 교수는 달의 형성 시기를 아는 것이 중요한 이유로, 달이 지구의 자전축을 안정시키고 하루가 24시간이 되도록 도와주며 조수 현상을 유발하는 지구의 중요한 파트너임을 강조했습니다. 따라서 이 연구 결과는 자연계의 큰 퍼즐 조각 중 하나를 제공한다고 마무리하였습니다.
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