[우주를 보다] ‘금 캐는 소행성’...놀라운 구성 성분들

입력: 2015.09.16 10:44 ㅣ 수정 2015.09.16 13:39

 

 

 

 

▲ 소행성을 이루고 있는 다양한 원소들  그림/Planetary Resources

▲ 2010년 11월까지 탐사선들이 방문한 소행성과 혜성들.​ 2010년 11월까지 탐사선들이 방문한 소행성과 혜성들.​

소행성은 무엇으로 만들어졌을까? 그 대부분은 약간의 진흙과 규산염 등이 포함된 암석과 여러 종류의 금속으로 이루어져 있다. 금속 중에는 니켈과 철이 가장 많다. 물론 다른 금속들도 소행성에서 발견되고 있다. 

소행성의 몸체는 대개 단단한 편이며, 약 45억 년 이전에 갓 태어난 태양 둘레를 돌던 가스와 먼지로 이루어진 원시 행성의 원반에서 떨어져나온 부스러기들이 만든 것들이다. 이러한 행성 부스러기들은 태양기 초기의 혼돈기에 수없이 서로 부딪치며 덩치를 키워간 끝에 소행성으로 뭉쳐지기에 이른 것이다.

어떤 부스러기들은 초창기 태양 성운 속의 미행성들이 파괴된 것이다. 미행성체들은 끝내 행성으로 성장하지 못한 미숙아라고 할 수 있다. 보다 대규모의 충돌이 이런 미행성체들을 잘게 분쇄했지만, 목성의 거대한 중력으로 인해 다시는 서로 뭉쳐지지 못하고 소행성대를 만들게 된 것이다. 이것이 소행성의 기원이다.

소행성의 구성성분은 주로 태양과의 거리에 의해 결정된다. 태양과 가장 가까운 거리에 있는 소행성은 탄소가 주성분이며, 약간의 질소와 수소, 산소를 포함하고 있는 반면, 태양에서 비교적 멀리 떨어진 소행성들은 규산염 암석으로 이루어져 있다. 규산염은 지구와 태양계에 아주 흔한 물질로, 산소와 실리콘으로 이루어진 화합물이다. 지각을 이루는 물질의 주성분이기도 하다. 

금속성 소행성은 80%가 철로 이루어져 있으며, 나머지 20%는 니켈, 이리듐, 팔라듐, 마그네슘, 그리고 값비싼 백금, 금, 오스뮴 같은 금속 등으로 이루어져 있다. 규산염과 금속이 반반으로 이루어진 소행성도 더러 있다.

백금 등속의 금속은 지구에서 가장 귀하고 유용한 원소에 속한다. 소행성에서 백금 등 천연자원을 캐낼 목적으로 설립된 플래니터리 리소시스’(Planetary Resources) 사에 따르면, 지름 500m짜리 단일 소행성 하나가 가진 백금류 광물이 지구 역사상 캐낸 백금의 총량보다 더 많을 수도 있다고 한다.

최근 미 항공우주국(NASA)이 촬영한 '2011 UW158' 소행성은 37분 간격으로 빙글빙글 회전하며 날아가는 폭 300m, 길이 600m의 길쭉하게 생긴 볼품없는 외형이지만, 엄청난 백금 매장량을 갖고 있는 것으로 밝혀졌다. 현재까지 조사 결과에 따르면 이 소행성에 묻힌 백금만 1억 톤 가량으로, 그 가치는 무려 5조 4000억 달러(약 6200조원)에 달한다. 문제는 2011 UW158처럼 지구를 스쳐가는 '금 덩어리'들이 하나 둘이 아니라는 사실이다. 

인류의 탐사선들이 방문한 소행성에서 다른 광물들이 발견된 사례들도 있다. 일례로, 일본의 하야부사 탐사선이 지구 접근 소행성인 감자 모양의 이토가와에 착륙했을 때, 감람석과 휘석을 주성분으로 하고 있다는 사실을 발견했다. 이 같은 광물질 구성은 과거 지구에 퍼부어진 암석질의 운석 성분과 비슷한 것이다.

이러한 금속 외에도 물을 생성하는 원소들도 소행성에서 발견되었다. 또한 소행성 내부에 물이나 얼음을 품고 있음을 시사하는 증거들이 발견되기도 했는데, 소행성 표면에 물이 흐른 흔적을 찾아낸 사례도 적어도 하나 이상은 된다.

NASA의 돈 탐사선이 소행성 세레스의 표면을 관측한 결과, 물에 의해 침식된 것으로 보이는 계곡들을 발견했다. 과학자들의 설명에 따르면, 작은 소행성이나 혜성 등이 보다 큰 소행성에 충돌하는 경우, 그 충격으로 소행성 내부의 얼음층이 외부로 유출되어 일정 기간 표면 위를 흐른 결과로 본다는 것이다.

그러나 소행성은 시간이 지남에 따라 변화한다. 고온의 환경에 노출되면 철 성분이 소행성 중심으로 침전되고 그에 따라 현무암 용암이 표면으로 분출되는 경우도 있다. 소행성 베스타가 그러한 타입의 유일한 예라고 할 수 있다.

어쨌든 소행성 중에 희귀한 자원을 풍부히 가진 것이 다수 있다는 사실이 알려짐에 따라 이러한 소행성에 눈을 돌리는 민간기업이 계속 나타날 것으로 보이며, 어쩌면 소행성에서 채취한 금이나 백금으로 제작된 장신구가 인류의 몸을 치장할 날도 머지않아 올지도 모른다. 

이광식 통신원 joand999@naver.com