태양계 이야기 746 - 달에도 물이 있다?

(Artist’s concept of the LADEE spacecraft (left) detecting water vapor from meteoroid impacts on the Moon (right).

Credits: NASA/Goddard/Conceptual Image Lab)

(This infographic shows the lunar water cycle based on the new observations from the Neutral Mass Spectrometer on board the LADEE spacecraft. At the lunar surface, a dry layer overlays a hydrated layer. Water is liberated by shock waves from meteoroid impacts. The liberated water either escapes to space or is redeposited elsewhere on the Moon. Some water is created by chemical reactions between the solar wind and the surface or delivered to the Moon by the meteoroids themselves. However, in order to sustain the water loss from meteoroid impacts, the hydrated layer requires replenishment from a deeper ancient water reservoir.

Credits: NASA Goddard/Mehdi Benna/Jay Friedlander)

 나사의 달 탐사선인 라디 LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer)가 달 표면 아래에 있는 물의 존재를 확인했습니다. 물론 달 표면은 일반적으로 물이 존재할 수 없는 환경입니다. 달 표면의 물은 극지방에 있는 크레이터 안쪽의 영구 음영 지대에 집중되어 있습니다. 나머지 달 표면에는 태양풍에서 나온 수소가 광물에 있는 산소 원자와 반응해 생성되는 극소량의 물과 하이드록시기 OH 로 대부분 곳 우주로 달아납니다. 

 하지만 불과 8cm 두께의 표면 레골리스 아래에는 물이 풍부한 지층이 존재합니다. 미세한 운석이 충돌하면 이 물 입자가 튀어나와 라디에 의해 관측될 수 있습니다. 당연히 달에 유성우가 내리면 물 농도는 많이 증가하게 됩니다. 라디는 이 모습을 정확히 포착했습니다. (영상 참조) 

(동영상) 

 이 물의 기원이 무엇이지는 아직 논쟁거리 입니다. 태양풍에 의해 생성된 물은 소량에 불과하고 끊임없는 운석 충돌로 계속 물을 잃기 때문에 어디선가 물이 보충되고 있을 가능성이 큽니다. 오래전 지층에 고인 물이 원인일 수 있지만 정확한 기원은 추가적인 연구가 필요합니다. 

 물론 물이 있다고 해도 그 양은 매우 적습니다. 중량 대비 0.02-0.05%에 부과해 이를 추출하기는 다소 어려울 수 있습니다. 하지만 이 물은 더 아래 지층에 있는 물 저장소의 증거일지도 모릅니다. 물이 풍부한 혜성이 오래전 남긴 흔적이나 달 초창기에 생성된 물의 잔재일지도 모릅니다. 인류가 다시 달로 가게되면 이 물을 가장 귀중한 자원이 될지도 모릅니다. 

 참고 

https://www.nasa.gov/press-release/goddard/2019/ladee-lunar-water