약 5만년 전 직경 200m의 운석이 떨어져 생긴 한반도 첫 운석 충돌구가 규명됐다. 그동안 국내외 지질학계에서 밝혀지지 않았던 한반도 운석충돌구의 직접적인 증거가 처음 나온 것이다.
한국지질자원연구원은 국토지질연구본부 지질연구센터 연구팀이 경남 합천군 적중면과 초계면에 걸쳐 있는 약 7km 직경의 적중-초계 분지를 올해 1월부터 현장조사·분석한 결과 운석 충돌구라는 결론을 내리고 국제학술지 ‘곤드와나 리서치’에 발표했다고 14일 밝혔다.
백악기 후반에 집중적으로 발생한 운석 충돌은 공룡의 대멸종과 포유류가 등장하게 된 생물학적 대사건으로 알려져 있다. 적중-초계분지는 독특한 그릇 모양의 지형으로 그동안 운석 충돌 흔적이 여러 차례 발견됐지만 직접적인 증거를 찾지 못했다.
연구팀은 분지 내에서 깊이 142m 시추코어 조사와 탄소연대측정 결과를 통해 적중-초계분지가 운석 충돌에 의해 약 5만년 전에 생성된 한반도 최초 운석충돌구라는 사실을 밝혀냈다.
연구팀의 분석 결과 분지 중앙의 142m 퇴적층은 크게 3개의 층으로 구분됐다. 6.2m까지는 토양 및 하천퇴적층, 6.2~72m는 세립질 실트 점토의 엽층리를 포함하는 호수퇴적층, 72~144m는 충격 각력암층이다.
운석이 지표와 충돌하면 강한 충격파가 일어나 지하에 거대한 웅덩이를 형성한다. 이 때 발생한 충격파의 영향으로 기존 암석과 광물 내에 충격변성에 의한 흔적이 남는다. 흔적을 암석학·지구화학적 변형구조를 토대로 추적하면 과거에 운석 충돌이 있었는지를 판별할 수 있다.
연구팀은 적중-초계분지의 퇴적층 분석을 통해 운석 충돌에 의한 고유 충격파로 만들어지는 미시적 광물 변형 증거와 거시적 암석 변형을 확인했다.
142m 충격 각력암층에서 발견된 사암의 석영광물 입자에서는 충격파로 만들어진 평면변형구조가 미시 증거로 확인됐다. 130m에서는 셰일암석에 충격파로 형성된 원뿔형 암석 구조가 거시 증거로 발견됐다. 이는 동아시아 지역에서는 처음으로 발견된 증거다.
분지의 호수퇴적층 속에서 발견된 숯을 이용한 탄소연대측정 결과는 적중-초계분지의 운석 충돌이 약 5만년 전에 발생했을 가능성을 보여준다.
현재 전세계에 공식적으로 인정된 운석 충돌구는 200여개다. 적중-초계분지는 동사이아 지역에서는 2010년 발표된 중국 슈엔 운석 충돌구 이후 두 번째다.
적중-초계분지의 운석 충돌구 규모로 운석의 크기와 충돌 당시 에너지를 예측한 결과 운석은 직경 약 200m 크기로 추정됐다. 이 때 발생하는 에너지는 1400메가톤(Mt, 1Mt은 TNT 100만t을 폭발시켰을 때의 폭발력)에 해당된다.
연구를 이끈 임재수 지질자원연 책임연구원은 “지질학계의 미스터리였던 적중-초계분지가 한반도 최초 운석 충돌구로 확인됐다”며 “추가 연구를 통해 적중-초계분지의 운석 충돌 시기를 더 정확하게 명확하게 규명할 것”이라고 말했다.
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- 김민수 기자reborn@donga.com