영원한 어둠에 잠겨 있는 달의 남극에서 많은 양의 물과 함께 은과 수은, 수소, 탄화수소 등 다양한 광물 성분이 발견됐다.

미국 항공우주국(NASA) 연구진은 지난해 10월 달의 카베우스 크레이터에 LCROSS(달 크레이터 관찰 및 탐지 위성)를 충돌시킨 직후 상당량의 물이 발견됐다고 발표한데 이어 지난 1년간 분출물을 총체적으로 분석한 결과를 21일자 사이언스지에 발표했다.

NASA는 영하 230℃의 온도를 유지하고 있어 고대 혜성이나 소행성 충돌로 발생한 수증기가 그대로 얼어붙어 있을 것으로 추정되는 남반구의 영구 그늘지대인 카베우스 크레이터에 시속 9천㎞의 속도로 LCROSS의 부스터 로켓을 충돌시켜 폭 25~30m, 높이 약 1㎞로 파편들을 솟구치게 했다.

이 먼지와 돌 파편들에 관한 정보는 바로 뒤따르던 2차 충돌체인 LCROSS 모선과 크레이터 상공 80㎞를 지나가던 달궤도탐사선 LRO에 의해 수집됐다.

연구진은 분석 결과 이 가운데 5.6%가 물 성분 얼음으로 밝혀졌다면서 "이는 사하라 사막보다 수분이 2배나 많은 것"이라고 설명했다.

이는 달 먼지 1천㎏ 당 45ℓ의 물이 있다는 것이고 충돌 지점 주변 10㎞의 표토층 1m 안에 올림픽 규격 수영장 1천500개를 채울 수 있는 물 38억ℓ가 있음을 의미하는 것으로 장차 달을 우주 개척의 영구 전초기지로 삼기 위한 최우선 조건이 충족될 수 있음을 보여주는 것이다.

달 표면의 물은 비교적 깨끗한 얼음 알갱이 형태로 분출돼 장차 달 기지의 우주인들이 비교적 쉽게 이용할 수 있을 전망이다.

LRO가 수집한 2차 자료의 분석을 맡은 연구진은 최초의 충돌 실험에서 푸석푸석한 돌가루같은 달의 표토층이 잠시 700℃ 이상의 고온으로 달궈졌으며 물은 순간적으로 증발했을 것으로 보고 있다.

LCROSS 충돌체 2개가 4분 간격으로 잇달아 충돌한 지 두 시간 만에 LRO가 충돌현장 상공을 지나갔을 때 크레이터는 영하 173℃의 비교적 고온이었는데 연구진은 이로써 LCROSS의 두번째 충돌체가 4분간 관찰한 충돌현장에서 적은 양의 수증기가 발견된 것을 설명할 수 있다고 말했다.

또한 충돌후 0.4초 만에 폭발이 일어난 것으로 미뤄 충돌체가 떨어진 지역의 달 표면은 얼음과 흙이 섞여 있는 매우 푸석푸석한 성질을 갖고 있는 것으로 분석됐다.

연구진은 이밖에도 수소와 칼슘, 마그네슘, 일산화탄소, 수은 등 기체의 흔적을 발견했으며 경량 탄화수소와 이산화탄소, 은 성분도 LRO 검출기에 흔적을 남겼다.

학자들은 장차 달 기지를 세울 경우 흙을 가열하기만 해도 로켓 연료용 수소를 생산할 수 있게 된다는 건 좋은 일이지만 수은 성분은 달 탐사를 어렵게 만들 수도 있는 악조건이라고 지적했다.

한편 수은과 은은 무거워서 쉽게 우주로 달아나지 못하는 성질로 미루어 혜성이나 소행성의 충돌로 달의 다른 지역에 내려 앉은 뒤 저온 지점에 정착한 것으로 보인다.

연구진은 지구에서 뚫을 수 있는 가장 깊은 곳의 역사가 수십만년에 불과한데 비해 달의 극지에는 수십억년간 축적된 물질이 고스란히 남아 있다면서 "달 연구에 새로운 장이 열렸다"고 강조했다.