기본 콘텐츠로 건너뛰기

태양계 이야기 342 - 지구 질소의 기원은 혜성이 아니다 ?



 로제타 탐사선은 현재도 혜성 67P/Churyumov-Gerasimenko(이하 67P) 주위를 공전하면서 정보를 수집하고 있습니다. 작년에 로제타의 로시나( Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis instrument, ROSINA)가 보내온 데이터를 분석한 과학자들은 지금까지 현상 수배를 해왔던 분자(most wanted molecule)를 발견했다는 사실을 알았습니다. 그 물질은 바로 질소입니다. 


(태양에 가까워지면서 물질을 분출하는 혜성 67P  Gases and dust rise from 'Chury's' surface as the comet is nearing its perihelion. Credit: ESA/Rosetta/NAVCAM) 


 지구 대기의 78%는 질소입니다. 이 귀중한 기체는 우리가 안전하게 숨쉬고 살 수 있는 환경을 만들어줍니다. 만약 산소가 78%라면 작은 불꽃 하나에도 모든 것이 불타버릴 것입니다. 반면 이산화탄소가 78%라면 금성보다 약간 덜 더운 수준으로 지구가 뜨거울 것입니다. 하지만 지구 대기 중에는 다른 물질과 잘 반응하지 않는 기체인 질소가 78%입니다. 따라서 지금같이 지표면에도 생명체가 번성하는 행성이 될 수 있었습니다.

 지구상의 물과 마찬가지로 질소 역시 그 기원이 혜성이 아닐까하는 추정은 이전부터 있었습니다. 하지만 과학자들은 혜성에 포함된 질소의 양과 동위원소 비중을 알 수가 없었습니다. 로제타가 혜성 67P를 관측하기 전까지는 말이죠. 

 스위스 베른 대학의 마틴 루빈(Martin Rubin of the University of Bern)은 로제타의 로시나 관측 기기가 2014년 10월 17일에서 23일 사이 관측한 데이터를 바탕으로 마침내 질소의 존재를 밝혀낼 수 있었습니다. 그리고 그 관측 결과에 의하면 적어도 67P와 같은 카이퍼 벨트 기원 혜성은 지구 질소의 기원이 아닌 것 같다고 합니다. 이는 이 혜성 그룹이 지구 물의 기원이 아닌 것 같다는 이전 연구 결과와 비슷한 결과입니다. 



(First detection of molecular nitrogen at a comet. Credits: Spacecraft: ESA/ATG medialab; comet: ESA/Rosetta/NavCam - CC BY-SA IGO 3.0; Data: Rubin et al. (2015))

 로시나가 관측한 질소의 양은 기대했던 것 보다 매우 적었습니다. 그 양은 태양계를 만들었던 성운에 있다고 기대하는 양의 25분의 1에 불과했습니다. 이는 이 혜성이 형성될 무렵 질소를 포함하기 매우 어려운 환경이었다는 것을 시사하고 있습니다. 과학자들은 일산화탄소(CO)의 농도와의 비교를 통해서 아마도 이 혜성이 -220°C 에서 -250°C 정도의 낮은 온도에서 형성되었을 것으로 추정했습니다. 

 아무튼 이 혜성에는 지구 대기에 풍부한 질소를 공급할만큼의 질소가 없다는 것이 확실해졌습니다. N14/N15 동위원소 비교 역시 이 혜성과 같은 그룹의 혜성은 지구 질소의 기원이 되기 어렵다는 것을 지지하고 있습니다. 그렇다면 과연 어디서 질소가 온 것일까요? 지구 내부에서 나왔을 가능성이 가장 유력해보이지만 더 많은 연구가 필요해보입니다. 

 지구가 왜 물과 질소가 풍부한 행성이 되었는지 알아내는 것은 지구 생명체의 진화를 이해하는 데 반드시 필요합니다. 이것은 동시에 우리 인류가 왜 지금 지구에 있는지를 설명해주는 것이기도 합니다. 그리고 앞으로 어느 외계 행성에 생명체가 살 수 있을지를 예측하는데도 도움이 될 것입니다. 앞으로도 연구는 계속될 것입니다. 

 엉뚱한 결론이지만 most wanted 물질이 질소라고 하니 불현듯 과자 회사 생각이나네요. 정말 질소 없이는 장사가 안되는 분야 중 하나인데.... 


 이 연구는 사이언스에 실렸습니다. 

 참고 



Journal Reference:
  1. M. Rubin, K. Altwegg, H. Balsiger, A. Bar-Nun, J.-J. Berthelier, A. Bieler, P. Bochsler, C. Briois, U. Calmonte, M. Combi, J. De Keyser, F. Dhooghe, P. Eberhardt, B. Fiethe, S. A. Fuselier, S. Gasc, T. I. Gombosi, K. C. Hansen, M. Hassig, A. Jackel, E. Kopp, A. Korth, L. Le Roy, U. Mall, B. Marty, O. Mousis, T. Owen, H. Reme, T. Semon, C.-Y. Tzou, J. H. Waite, P. Wurz. Molecular nitrogen in comet 67P/Churyumov-Gerasimenko indicates a low formation temperature. Science, 2015 DOI: 10.1126/science.aaa6100


라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

벨 V-280 Valor 시험 비행 성공

( The V-280 Valor flew for the first time at Bell Helicopter's Amarillo Assembly Center in Texas(Credit: Bell Helicopter/YouTube) )  앞서 소개드린 V-280 발러가 첫 번째 비행 테스트에 성공했다는 소식입니다. V-22 오스프리의 소형화 버전이라고 할 수 있는 V-280 발러는  미 육군의 차세대 헬기 사업인 Future Vertical Lift (FVL)에 입찰을 시도하는 틸트로터기로 현재 미 육군이 주력으로 사용하는 블랙호크 헬기와 비슷한 체급입니다. 다만 틸트로터기인 만큼 최고 속도나 항속 거리면에서 더 유리합니다. 스펙은 이전 포스트를 참조해 주시기   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/221115245986  (동영상)   V-280 발러는 틸트로터기의 더 대중화 될 수 있을지를 검증하는 중요한 무대가 될 것입니다. V-22 오스프리의 경우 복잡한 구조로 인해 가격이 너무 비싸져서 사실 미국은 몰라도 그 동맹국에 널리 도입되기는 어려운 부분이 있습니다. V-280 역시 가격이 아주 저렴할 것 같지는 않지만, 좀 더 합리적인 대안은 될 수 있을 것 같습니다. 만약 성공적인 결과가 나오면 한국을 포함한 미국의 동맹국에서 도입을 검토할 수 있을지 모르겠다는 생각입니다.   참고  https://newatlas.com/bell-v-280-valor-maiden-flight/52663/
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

세상에서 가장 큰 벌

( Wallace's giant bee, the largest known bee species in the world, is four times larger than a European honeybee(Credit: Clay Bolt) ) (Photographer Clay Bolt snaps some of the first-ever shots of Wallace's giant bee in the wild(Credit: Simon Robson)  월리스의 거대 벌 (Wallace’s giant bee)로 알려진 Megachile pluto는 매우 거대한 인도네시아 벌로 세상에서 가장 거대한 말벌과도 경쟁할 수 있는 크기를 지니고 있습니다. 암컷의 경우 몸길이 3.8cm, 날개너비 6.35cm으로 알려진 벌 가운데 가장 거대하지만 수컷의 경우 이보다 작아서 몸길이가 2.3cm 정도입니다. 아무튼 일반 꿀벌의 4배가 넘는 몸길이를 지닌 거대 벌이라고 할 수 있습니다.   메가칠레는 1981년 몇 개의 표본이 발견된 이후 지금까지 추가 발견이 되지 않아 멸종되었다고 보는 과학자들도 있었습니다. 2018년에 eBay에 표본이 나왔지만, 언제 잡힌 것인지는 알 수 없었습니다. 사실 이 벌은 1858년 처음 발견된 이후 1981년에야 다시 발견되었을 만큼 찾기 어려운 희귀종입니다. 그런데 시드니 대학과 국제 야생 동물 보호 협회 (Global Wildlife Conservation)의 연구팀이 오랜 수색 끝에 2019년 인도네시아의 오지에서 메가칠레 암컷을 야생 상태에서 발견하는데 성공했습니다.   메가칠레 암컷은 특이하게도 살아있는 흰개미 둥지가 있는 나무에 둥지를 만들고 살아갑니다. 이들의 거대한 턱은 나무의 수지를 모아 둥지를 짓는데 유리합니다. 하지만 워낙 희귀종이라 이들의 생태에 대해서는 거의 알려진 바가 없습니다.  (동영상)...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기