한때 지구를 지배했던 공룡은 직경 10~14km에 달하는 거대한 소행성 충돌로 인해 자취를 감췄다. 최근 이 소행성이 어디에서 왔는지 밝혀졌다고 한다. 당시 대멸종을 알리는 K-Pg 경계에 남겨진 원소 분석에 따르면, 치크술루브 소행성은 목성 외곽에서 형성된 ‘C형 소행성’이라고 불리는 유형인 것으로 나타났다.
이 소행성은 이후 소행성대에 도달했으나, 무언가가 발생해 지구로 향하는 경로에 올랐다. 이것이 공룡의 운명을 결정짓게 되었다.
거대 운석 충돌의 흔적, 치크술루브 크레이터
공룡을 멸망시킨 소행성은 지구에 큰 상처를 남겼다. 그것은 바로 멕시코 유카탄반도 북부에 있는 ‘치크술루브 크레이터’다. 얕은 바다에 충돌한 치크술루브 소행성은 엄청난 양의 먼지를 대기 중으로 날려 보냈고, 지구의 기후는 급격히 냉각되었다.
이로 인해 길고 혹독한 겨울이 찾아왔고, 식물은 광합성을 멈췄으며, 먹이 사슬이 붕괴되었다. 결국 당시 존재하던 종의 70% 이상이 멸종에 이르게 되었다. 이 대참사를 오늘날까지 전해주는 얇은 퇴적물층은 ‘K-Pg 경계’라 불리며, 전 세계적으로 관찰할 수 있다. 그리고 이곳에 재앙을 초래한 소행성의 출처를 알 수 있는 단서가 숨겨져 있었다.
소행성은 목성 외곽에서 탄생했다
그 단서는 ‘루테늄’이라는 원소다. 이 원소는 지구의 지각에는 거의 포함되지 않으며, 그로 인해 K-Pg 경계에 있는 루테늄의 거의 100%가 외계에서 온 것임을 추정할 수 있다. 중요한 점은 K-Pg 경계의 루테늄 동위원소(같은 원소지만 중성자의 수가 다른 유형)가 지구 각지에서 발견된 탄소가 풍부한 운석에 포함된 것과 비슷하다는 것이다.
반면, 태양계 내쪽(지구보다 태양에 가까운 범위)에서 형성된 소행성의 것과는 일치하지 않았다. 이로부터 치크술루브 소행성이 목성 궤도 외곽에서 형성된 ‘C형 소행성’이라는 결론을 도출할 수 있다.
공룡을 멸망시킨 소행성이 C형 소행성일 것이라는 가설은 이전부터 존재했었다. 하지만 그동안 루테늄이 분석된 적은 없었다. 루테늄은 매우 측정하기 어려운 원소이기 때문이다.
소행성 충돌로 지구로 향하게 됐다
태양계가 형성되면서 많은 C형 소행성들은 화성과 목성 사이의 소행성대에 모였다. 여기서 치크술루브 소행성에 무언가가 발생해 지구로 향하는 경로에 오른 것으로 보인다. 연구팀에 따르면 그 ‘무언가’는 소행성 간의 충돌일 가능성이 높다고 한다.
또는 태양빛에 의해 일부가 가열되면서 에너지가 방출되고, 그 결과 지구로 향하는 추진력이 되었을 가능성도 있다. 이를 ‘야르코프스키 효과’라고 한다. 다행히도 공룡을 멸망시킨 소행성처럼 지구에 충돌하는 사건은 약 1억 년에 한 번 정도로 드물다.
게다가 위험한 소행성 중 지구 근처를 지나가는 것의 90% 이상이 이미 발견되었으며, 그들이 이번 세기에 지구와 충돌할 가능성은 거의 없고, 다음 1000년 동안 충돌할 가능성도 매우 낮다고 추정되고 있다. 반면, 직경 140m 정도의 소행성이라면 1만~2만 년마다 충돌하고 있다. 만약 충돌이 발생하면 그 지역에 치명적인 피해가 발생할 것은 확실하다.
그럼에도 비교적 최근 NASA는 지구로 향하는 소행성의 궤도를 변경시키는 실험에 성공한 바 있다. 이 기술은 아직 개선의 여지가 있지만, 언젠가 실제로 일어날 수 있는 위협으로부터 지구를 보호할 수 있을 것이다. 지금은 그렇게 되기를 바랄 뿐이다.
이번 연구는 2024년 8월 15일 자 Science에 게재되었다.