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30억 년 전 지구에서 가장 오래된 소행성 충돌 분화구를 확인하다.


 (The North Pole Dome rocks in the Pilbara Region of WA. Credit: Curtin University)

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지구는 지금까지 수많은 운석 충돌을 겪어 왔습니다. 하지만 지구 지각은 끊임없이 변형되기 때문에 오래 전 충돌한 소행성 충돌 흔적은 찾기 쉽지 않습니다. 지구 표면의 70% 이상이 바다인 것도 큰 영향을 미치는 요소입니다. 과학자들은 공룡 시대를 끝장낸 6,600만 년 전 소행성 충돌이 수십 억 년 전에도 있었을 것으로 보고 있지만 그 구체적 증거는 부족했습니다.

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호주 커틴대학교 지구행성과학부와 서호주 지질조사국(GSWA) 연구팀은 서호주 필바라 지역에 있는 북극 돔 (North Pole Dome in the Pilbara)의 암석 지형을 조사했습니다. 이 지역은 오랫동안 고대 소행성 충돌 구조물로 논쟁이 되어 온 곳입니다. 참고로 뜨거운 사막 지대인데 이름에 북극 돔인 이유는 그만큼 오지이기 때문입니다.

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커틴대학교 지구행성과학부 광물 시스템 시간척도 연구 그룹의 크리스 커클랜드 교수( Professor Chris Kirkland, from the Timescales of Minerals Systems Group within Curtin's School of Earth and Planetary Sciences) 연구팀은 첨단 광물 연대 측정 기술을 사용하여 이 충돌이 약 30억 년 전에 발생했다는 가장 명확한 증거를 확인했습니다.

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이곳은 이전에도 고대 운석 충돌 구조물로 확인되었지만, 정확한 연대는 확실치 않았습니다. 수십 억 년 된 아주 오래된 고대 지각의 일부이지만, 소행성 충돌은 수억 년 전에 발생했을 가능성이 있기 때문입니다.

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연구팀은 정확한 연대를 추정하기 위헤 소행성 충돌이 남긴 '광물 시계'를 분석했습니다. 핵심적인 증거는 충돌 시 초고온 초고압 상태에서 만들어지는 광물인 지르콘 (Zircon)에서 나왔습니다. 지르콘은 크기는 작지만 내구성이 강한 광물로 수십억 년의 지질학적 시간을 보존할 수 있습니다.

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북극 돔에서 발견된 일부 지르콘은 특이한 가지 모양의 골격 구조를 가지고 있는데, 이는 충돌로 인해 변형된 결정입니다. 오래된 지르콘이 충돌로 인한 강렬한 열에 의해 파괴되고, 부분적으로 재결정화되고, 일부는 다시 성장하면서 형성된 것입니다. 이번 연구에서 이 지르콘 결정의 연대는 30억 년 전으로 나타났습니다.

연구팀은 이 결과를 확인하기 위해 충격으로 손상된 암석을 통해 뜨거운 유체가 이동하면서 형성된 두 번째 광물인 인회석 (apatite)을 분석했습니다. 여기서도 동일한 연대가 나왔습니다. 연구팀은 이 결과를 토대로 북극 돔의 크레이터가 연대를 확인할 수 있는 가장 오래된 고대 충돌 분화구라는 결론을 얻었습니다.

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아마도 지구는 태양계 초기에 더 많은 충돌을 겪었을 것입니다. 공룡 같은 큰 생물이 멸종하지는 않았겠지만, 역시 당시 초기 생태계에 많은 영향을 주었을 것이고 생물 진화에도 영향을 미쳤을지 모릅니다. 과학자들은 이런 고대 크레이터를 통해서 그 시대의 상황을 더 정확히 재구성할 수 있을 것입니다.

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참고

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https://phys.org/news/2026-06-oldest-asteroid-impact-earth-dated.html

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How old is the North Pole Dome impact, Western Australia?, Geology (2026). DOI: 10.1130/G54866.1

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