(Credit: CC0 Public Domain)
지구는 표면의 70%가 물로 덮혀 있는 물의 행성입니다. 하지만 사실 이 물이 어디서 온 것인지를 두고 과학자들은 오랜 논쟁을 벌여 왔습니다. 지구 표면에 액체 상태의 물이 존재한 건 지구 생성 초기인 1억년 정도 였던 45억년 전으로 보입니다.
과학자들은 이렇게 빨리 표면에 물이 있는 것을 보고 지구의 물이 초기 마그마 상태였던 지구 표면에서 수증기 형태로 나왔다고 생각했습니다.
하지만 이 가설은 1990년부터 혜성 같은 외계 기원설이 힘을 얻으면서 흔들렸습니다. 지구의 물의 동위 원소 비율은 멀리서 온 혜성과 비슷해 보였습니다. 더구나 지구가 형성된 궤도에서는 입자들의 물이 증발해 이것이 뭉쳐 물이 풍부한 행성이 생기기 어렵다는 문제도 있습니다.
반대로 혜성 기원설이 맞다면 지구에 바다가 그렇게 빨리 생성되기 어려운 문제가 있습니다. 따라서 일부 과학자들은 그 중간 정도의 가설에서 타협을 보기도 했습니다.
파리 천문대의 (LESIA, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Université Paris Cité, Sorbonne Université) 쿠엔틴 크랄 (Quentin Kral)과 동료들은 좀 더 상상력을 발휘한 새로운 가설을 내놓았습니다. 연구팀은 소행성대와 안쪽에 있던 물이 어떻게 되었을지에 주목했습니다. 물은 진공 상태에서 증발한다기 보다는 사실 승화해 기체 상태가 됩니다.
연구팀은 이렇게 기체화된 수증기의 디스크가 복잡한 상호작용에 의해 안쪽으로 이동하면서 이미 형성된 내행성에 물을 공급할 수 있다고 주장했습니다. 그렇게 생각하면 여러 가지 모순된 관측 결과를 비교적 쉽게 해석할 수 있긴 하나 결정적 증거가 없다는 점이 약점입니다.
만약 생성 초기 외계 행성계에서 수증기의 고리를 실제로 포착한다면 이 가설에 대한 결정적 증거가 될 수 있을 텐데 과연 진짜 포착할 수 있을지 궁금합니다.
참고
https://phys.org/news/2025-02-theory-earth.html
Quentin Kral et al, An impact-free mechanism to deliver water to terrestrial planets and exoplanets, Astronomy & Astrophysics (2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202451263
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