5만년전 거대운석 충돌구 합천에서 찾았다, 한반도 최초

5만년전 거대운석 충돌구 합천에서 찾았다, 한반도 최초

등록 2020-12-14 14:25:41  |  수정 2020-12-14 14:37:18

지질연구원, 경남 합천 적중-초계 분지에서 확인
중국 슈엔 운석충돌구 이후 동아시아 첫 발견

대암산 정상에서 본 적중-초계분지(왼쪽)와 운석 충돌 증거

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 백악기 후반기에 집중적으로 발생해 공룡 대멸종을 초래한 운석 충돌의 증거가 우리나라에서 확인됐다.

한국지질자원연구원(KIGAM) 지질연구센터 연구팀이 올 1월부터 경남 합천군에 있는 7㎞ 직경의 '적중-초계 분지'를 현장조사, 이곳이 한반도의 운석충돌구로 첫 확인됐다고 14일 밝혔다.

이 연구는 '한반도 최초 운석충돌구 발견'(First finding of impact cratering in the Korean Peninsula)이란 제목으로 국제 학술지 '곤드와나 리서치'(12.8., IF: 6.174) 온라인판에 지난 8일 게재됐다.

적중-초계분지는 한반도 남동쪽 합천에 위치한 직경 약 7㎞의 독특한 그릇모양 지형이다. 그동안 운석충돌의 흔적이 여러 차례 발견됐으나 직접적인 증거를 찾지 못해 국내외 지질학계의 숙원으로 남아 있었다.

연구팀은 적중-초계분지에서 깊이 142m 시추코어 조사와 탄소연대측정을 통해 이곳이 운석충돌에 의해 약 5만년 전에 생성된 한반도 최초 운석충돌구임을 밝혀냈다.

 연구팀에 따르면 분지 중앙의 142m 퇴적층은 ▲코어 상부(0~6.2m)에 있는 토양 및 하천퇴적층 ▲6.2~72m의 세립질 실트 점토의 엽층리를 포함하고 있는 호수퇴적층 ▲72~142m에서 발견된 충격각력암층 등 크게 3개의 퇴적층서 단위로 구분된다.

운석이 충돌할 때는 강한 충격파가 일어나 지하에 거대한 웅덩이를 형성하며 이때 발생한 충격파의 영향으로 기존 암석과 광물 속에 충격변성에 의한 흔적(shock-metamorphic effects)이 남는다.
 

적중-초계분지 위치(A~B)와 시추 지점(C~D)

이런 흔적에 대한 암석학·지구화학적 변형구조 추적으로 과거에 운석충돌이 있었는지를 판별할 수 있다.

 연구팀은 적중-초계분지의 퇴적층을 분석해 운석충돌에 의한 고유 충격파로 만들어지는 미시적 광물 변형증거와 거시적 암석변형을 관찰했다.
 
142m 충격각력암층에서 발견된 사암의 석영광물입자에서는 충격파로 만들어진 평면변형구조가 미시적 증거로 확인됐다.또 130m에서는 셰일암석에 충격파로 형성된 원뿔형 암석 구조(shatter cone)가 거시적 증거로 발견됐다.

이는 동아시아에서는 처음으로 발견된 거시적 증거이기에 의미가 크다.

특히 연구팀은 분지의 호수퇴적층 속에서 발견된 숯을 탄소연대측정해 적충-초계분지의 운석충돌이 약 5만년 전에 발생했을 것으로 추정하고 있다.
 

적중-초계분지 시추코어 (왼쪽)와 운석충돌 시 발생하는 강력한 충격파의 영향으로 만들어지는 석영 내 평면 변형구조. 평행하게 길게 늘어선 흰색 선들이 확인된다.

세계에서 공식적으로 인정된 운석충돌구는 200여개다. 적중-초계분지는 동아시아 지역에서는 2010년 발표된 중국 랴오닝성 슈옌 만족 자치현의 운석충돌구(슈옌 만족 자치현) 이후 2번째다.

한편, 적중-초계분지의 운석충돌구 직경을 4㎞로 가정하면 직경 약 200m 크기의 운석이 떨어진 것으로 추론할 수 있다. 이때 발생하는 에너지는 1400MT(메가톤)에 해당하며 이는 1980년 세인트헬렌스 화산 폭발 당시 발생한 총에너지와 맞먹는다.

 제1저자인 임재수 박사는 "그동안 지질학계의 미스터리로 남아있던 적중-초계분지가 한반도 최초 운석충돌구로 확인돼 연구자로서 보람을 느낀다며 "앞으로 추가 연구를 통해 적중-초계분지의 운석충돌 시기에 대한 정확하고 명확한 규명을 위해 최선을 다하겠다"고 밝혔다.
 
 지질자원연구원 김복철 원장은 "코로나19 등 현장 조사의 열악한 상황 속에서도 한반도 최초 운석충돌구 적중-초계분지 규명이라는 훌륭한 연구 성과를 이룬 연구자들에게 감사의 말씀을 전한다"며 "국가가 꼭 필요로 하는 연구, 국민이 원하는 정보 제공은 물론 대한민국의 지구과학 연구역량을 높여 나가는데 힘쏟겠다"고 말했다.