Translate

2017년 3월 4일 토요일

지구의 물은 맨틀에서 기원했다?



(A new study led by a team of scientists at UCD shows that a reaction betwen silicon dioxide that is found in quartz crystals and fluid hydrogen at high temperatures and pressure, found in the earth's upper mantle, can create water. Credit: flickr-jgsgeology)


 지구는 물의 행성으로 불리고 있습니다. 물론 지구 전체로 봤을 때 물의 양이 절대적으로 많은 것은 아니지만, 표면의 2/3 이상이 물로 덮혀 있어 지구 생태계를 안정적으로 유지할 수 있기 때문이죠. 물이 지구에 미치는 영향 역시 중요하지만, 이렇게 많은 물이 과연 어디서 기원했는지 역시 과학적으로 흥미로운 주제가 아닐 수 없습니다. 


 지구 표면의 물, 즉 바다의 기원을 설명하는 데는 크게 두 가지 가설이 있습니다. 바로 혜성 같은 외부 요인에 의한 것과 지구 내부 맨틀에서 기원 (화산 활동) 했다는 것입니다. 전자의 경우 38-39억 년 전 대폭격기에 지구에 혜성에 대거 충돌했다는 가설에 기반을 두고 있습니다. 따라서 로제타 탐사선이 혜성에 도착했을 때 모은 데이터에 많은 과학자들의 관심이 쏠렸습니다. 결과는 혜성의 얼음과 지구의 물이 좀 다르다는 것이었죠. 




 물론 혜성 한 개만을 관측한 결과이기 때문에 일반화하는 건 성급할 수 있으나 아무튼 바다의 지구 내부 기원설을 지지하는 결과라고 할 수 있습니다. 


 유니버시티 칼리지 더블린 (University College Dublin)의 연구자들은 지구의 상부 맨틀에 존재하는 수소와 이산화규소 (silicon dioxide)가 고온 고압 환경에서 어떤 반응을 보이는지 시뮬레이션을 통해 조사했습니다. 이들이 조사한 것은 지표에서 40-400km 깊이의 상부 맨틀로 2만 기압의 압력과 섭씨 1,400도가 넘는 온도가 지배하는 곳입니다. 그런 만큼 고온 고압 환경에서 물이 형성될 수 있는 것입니다. 


 과학자들은 지구 맨틀에 바다보다 더 많은 물이 존재한다고 생각하고 있습니다. 그리고 이 물이 화산 활동 등을 통해서 지표로 나온다는 것은 실제 화산 분출물을 조사해보면 알 수 있습니다. 이번 연구 결과 역시 이와 같은 가설을 지지하는 것입니다. 


 아마도 바다의 물은 일부는 혜성에서 일부는 지구 내부에서 기원했을 가능성이 커보입니다. 다만 어느쪽이 더 주된 생성 요소인가가 문제인데, 앞으로 연구를 통해서 이 문제에 대한 결정적인 해답이 나오기를 기대합니다. 



 참고 


More information: Zdenek Futera et al. Formation and properties of water from quartz and hydrogen at high pressure and temperature, Earth and Planetary Science Letters (2017). DOI: 10.1016/j.epsl.2016.12.031





댓글 없음:

댓글 쓰기