(A new map reveals quantities of water trapped in the lunar soil. The amounts increase toward the poles, suggesting that much of the water was implanted by the solar wind (yellow dots mark Apollo landing sites). Credit: Milliken lab / Brown University)
달에도 물은 존재합니다. 비록 극소량이긴 하지만, 달의 토양에도 물 분자가 있고 극지방의 크레이터에는 태양빛이 닿지 못하는 영구 음영지대가 있어 얼음이 존재할 것으로 추정되고 있습니다. 인도의 달 탐사선인 찬드라얀 - 1 (Chandrayaan-1)에는 나사의 달 광물학 매퍼 (Moon Mineralogy Mapper)가 탑재되어 달 전체의 미네랄과 물 분자의 분포를 파악할 수 있습니다.
브라운 대학의 슈아이 리 (Shuai Li)와 그 동료들은 이 데이터를 분석해 달 표면의 물지도를 작성했습니다. 그 결과 예상할 수 있는 것처럼 달의 극지방에는 상대적으로 물이 풍부하고 적도로 갈수록 적어지는 현상이 관찰되었습니다. 비록 최대 농도는 500-750ppm에 불과해 사실 사막에 있는 건조한 모래에 들어있는 물보다 작긴 하지만 분명 차이는 존재합니다.
이 물의 기원은 사실 태양풍입니다. 태양에서 나오는 양성자(proton, 전자와 합치면 수소 원자가 됨)의 흐름이 토양에 있는 산소와 반응해 하이드록실기 (-OH, hydroxyl)를 형성한 후 다시 수소 원자와 반응해 물을 형성하는 것입니다. 대기가 없는 달에서는 태양풍이 지표를 직접 스쳐 지나가는데, 흐르는 강물에 있는 돌처럼 양 끝부분에서 입자의 밀도가 높아지므로 극지방의 물의 농도가 높게 됩니다.
하지만 이번 연구에서는 적도 부근에서도 국소적으로 물의 밀도가 높은 지역도 같이 발견됩니다. 이는 달의 화산 활동과 연관이 있는 것으로 보이며 앞으로 달 탐사에서 흥미로운 목표가 될 것으로 보입니다. 비록 이를 추출해서 달 탐사에 필요한 물이나 혹은 우주선 연료로 사용하기에는 양이 매우 적지만, 달의 역사를 설명해줄 중요한 단서이기 때문입니다.
달 전체에 퍼져있는 물의 양은 얼마되지 않지만, 여전히 달 극지방에 있는 크레이터의 영구 음영 지역에서는 상당한 물이 존재할 가능성이 있습니다. 어쩌면 화산 활동과 연관해서 내부에 고여있는 물이나 얼음도 존재할 수 있습니다. 그 존재를 입증한다면 앞으로 우주 개발에서 유용한 자원이 될 것입니다.
참고
"Water on the surface of the Moon as seen by the Moon Mineralogy Mapper: Distribution, abundance, and origins" Science Advances (2017). advances.sciencemag.org/content/3/9/e1701471
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