공룡의 멸종에는 "제2의 운석 충돌"이 있었다고? 서아프리카에서 동시대의 크레이터를 발견!

공룡을 멸종시킨 운석에는 두 번째 거대한 충돌이 있었다.

지금으로부터 약 6600만 년 전 멕시코 유카탄 반도에 거대한 운석이 충돌해 공룡을 멸종에 이르게 했습니다.

남겨진 것은 지름 160km 정도의 '칙슈루브' 크레이터입니다.

여기까지는 잘 알려진 이야기이지만, 사실 공룡을 궤멸시킨 운석에는 두 번째 거대 충돌이 있었을지도 모릅니다.

영국 헤리어트 와트 대학(Heriot-Watt University)은 최근 서아프리카 기니 해안 앞바다에서 지름 10km 정도의 크레이터를 발견했다고 밝혔습니다.

게다가, 이 크레이터의 연대는 칙슈루브와 같은 백악기 말의 약 6600만 년으로 판명되었습니다.

같은 시기에 또 다른 운석이 지구에 충돌했을 가능성이 제기되었습니다.

본 연구에 관한 자세한 내용은 2022년 8월 17일 자로 과학잡지 'Science Advanced'에 게재되었습니다.

요약

• 기니 해안 앞바다에 '폭 10㎞의 크레이터'가 발견!
• 나디르는 '칙슈루브'의 동생급?

기니 해안 앞바다에
'폭 10㎞의 크레이터'가 발견!

이번 크레이터는 백악기 남미~아프리카 지각변동을 규명하는 대규모 프로젝트의 일환으로 발견되었습니다.

발견에 사용된 기법은 '반사법 지진 탐사'입니다.

이 방법은 초음파와 마찬가지로 해저에 탄성파를 보내고 반사되어 돌아오는 에너지를 검출합니다.

그 데이터를 바탕으로 반사 기록 단면을 작성함으로써 해저의 암석이나 퇴적물의 형상 및 구조뿐만 아니라 그 물성까지 밝혀낼 수 있습니다.

연구팀은 2020년 말 취득한 데이터를 조사하던 중 매우 희귀한 지형에 마주쳤습니다.

서아프리카 기니의 해안 앞바다에 있는 평탄한 퇴적물 아래에 지름 약 10km, 높이 수백 m에 이르는 크레이터 같은 것이 묻혀 있었습니다.

그 크기나 직경과 깊이의 비율, 외연부의 높이 등 모든 점이 운석 낙하로 생기는 크레이터의 특징과 일치했습니다.

또한 크레이터 바깥쪽에 '이젝터(ejecta)'라고 불리는 퇴적물도 발견되었습니다.

이젝터는 지표에 운석이 충돌했을 때 발생하는 산란 물을 말합니다.

크레이터는 근처에 있는 해저 화산의 이름을 따서 나디르(Nadir)라고 명명했습니다.

운석의 충돌 과정 / Credit : UISDEAN NICHOLSONet al., Science Advanced (2022)

연구팀은 다음으로 나디르의 특징으로부터 컴퓨터 모델을 만들고 운석 충돌 시에 일어났던 과정을 재현했습니다.

나디르에서 추정되는 운석의 지름은 약 400m로 이것이 초속 20km의 속도로 수심 800m의 해양에 충돌했을 경우를 시뮬레이션했습니다.

(참고로, 칙슈루브의 운석은 직경 10~15킬로미터 이기 때문에, 그에 비하면 나디르는 상당히 작은 크레이터입니다. 단 충돌 속도는 같은 초속 20km)

그 결과는 극적이었습니다.

먼저 충돌 포인트의 물과 해저의 퇴적물, 그리고 운석 자체가 순식간에 증발하며 거대한 화구를 발생시킵니다. (이 화구는 수백 킬로미터 떨어진 곳에서도 충분히 보였을 가능성이 있다)

충격파는 진도 6.5~7의 지진에 해당하며 강렬한 폭풍과 쓰나미를 일으켰습니다.

그때 방출된 에너지는 최근 일어났던 통가 대분화의 1000배 이상에 달한 것으로 보입니다.

오목형 크레이터가 생긴 후 충격의 리바운드 효과로 바닥의 흑색 결석 암층(Black Shales, 위 그림의 검은 층 부분)이 급격히 융기합니다.

충돌 전에 비해서 최대 400미터가 솟아올라 볼록한 크레이터 흔적을 형성했습니다.

그리고 그 뒤를 주위의 퇴적물이 메우고 상부를 다시 바다가 덮었다고 여겨지고 있습니다.

아래 영상은 운석 충돌 시의 역동성을 재현한 것입니다.


https://youtu.be/TKIsFXRSFXE

연구팀은 이 같은 크레이터를 생성하는 다른 요인으로 해저 화산의 붕괴, 지하에 쌓인 가스의 폭발적인 방출, 해저 아래의 다이어 필(지하심부로부터의 상승작용에 의해 돔 형태의 지질구조가 생기는 현상) 등도 검토했습니다.

그러나 이러한 가설은 모두 현재 크레이터의 특징과 일치하지는 않았습니다.

이로 미루어 나디르 크레이터는 운석의 낙하로 인해 생겼을 가능성이 가장 높은 것으로 결론 났습니다.

그렇다면 공룡을 멸종시킨 칙슈루브 크레이터와는 어떤 관계가 있는 것일까요?

나디르는 '칙슈루브'의 동생급?

나디르 크레이터의 연대를 조사한 결과 흥미롭게도 약 6600만 년 전 백악기 말에 충돌했던 칙슈루브 운석과 같은 연령대로 나타났습니다.

이 점에서 연구팀은 "두 운석 사이에는 매우 깊은 관계가 있지 않을까"라고 생각하고 있습니다.

현시점에서 연구팀이 들고 있는 주요 가설은 두 가지입니다.

첫 번째는 2개의 운석이 모체가 되는 소행성으로부터 분열되어 생긴 자매이며, 큰 쪽이 칙슈루브(언니), 작은 쪽이 나디르(동생)라는 설입니다.

연구팀은 이를 작은 자매 가설(little sister hypothesis)이라고 부릅니다.

연구자들은 모체인 소행성이 지구에 최근 접해 충분한 중력을 받는 지역에 들어갔을 때 분열이 생겨 칙슈루브와 나디르가 생겨났다고 생각합니다.

만약 그렇다면 칙슈루브 충돌 피해가 계속되는 중에 나디르의 추가 충돌로 인해 그 피해가 더 확대됐을 수도 있습니다.

같은 소행성으로부터 갈라져 나온 자매 운석?

두 번째 설은 칙슈루브와 나디르가 태양계의 소행성대(아스테로이드 벨트) 안에 있던 대량의 운석 군 중 하나였다는 설입니다.

연구자들은 이를 작은 사촌 가설 (little cous in hypothesis)이라고 부릅니다.

그렇다는 것도 이번에 제시된 나디르의 충돌 연대는 완전히 정확한 것이 아니며, 칙슈루브와는 최대 100만 년 정도의 오차가 있을 수 있다는 지적이 나오고 있습니다.

그렇게 되면 양자가 같은 소행성의 조각이라고는 생각할 수 없습니다.

하지만 소행성 대우로부터 날아오는 운석 군이라면 100만 년이라는 스판 속에서 운석이 여러 차례 지구에 부딪힐 수도 있습니다.

나디르와 칙슈루브는 소행성대 속의 사촌 관계인가?

연구팀은 이 어느 설(혹은 전혀 다른 설)이 옳은지 판단하려면 크레이터에서 실제로 퇴적물 샘플을 채취해 물리적인 조사를 할 필요가 있다고 말합니다.

이미 2023년에 현지에서 크레이터 굴착 프로젝트를 계획하고 있다고 합니다.

만약 칙슈루브와 나디르의 자매 가설이 맞다면 공룡을 멸종시킨 운석에는 "거대한 두 번째 충돌"이 있었음이 증명될 것입니다.

관련원문은 아래링크를 참고하세요.

The Nadir Crater offshore West Africa: A candidate Cretaceous-Paleogene impact structure



https://www.stylec.co.kr/short/pk2K4mqsgg

[STYLE C] 카프 휴대용 무선 미니 진공청소기 KF-VC100