합천 운석충돌구서 24억년前 ‘산소 대폭발’ 단서 찾았다

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국내 연구진이 약 24억 년 전 지구 대기의 산소 농도가 급증한 ‘산소 대폭발 사건’의 원인을 밝힐 결정적 단서를 한반도에서 찾아냈다.

한국지질자원연구원(KIGAM)은 임재수 우주행성지질연구실장 연구팀이 경남 합천 운석 충돌구에서 지구에서 가장 오래된 생명의 흔적인 ‘스트로마톨라이트’를 발견했다고 15일 밝혔다. 스트로마톨라이트는 시아노박테리아(남조류) 같은 원시 미생물이 얕은 물 속에서 모래와 퇴적물을 붙잡아 형성한 돔 모양의 퇴적체다.

연구팀은 한반도 유일의 운석 충돌구인 합천 충돌구 북서쪽에서 지름 10~20㎝ 크기의 스트로마톨라이트 여러 개를 확인했다. 스트로마톨라이트 내부를 정밀 분석한 결과, 미생물이 퇴적물을 쌓아 올리는 과정에서 운석에서 유래한 물질과 충돌구 주변 암석 파편이 함께 쓰인 흔적이 나타났다. 고온의 물에서만 만들어지는 특정 광물도 확인돼, 이 스트로마톨라이트가 뜨거운 물이 솟아오르는 열수(熱水) 환경에서 자랐음을 뒷받침했다. 특히 스트로마톨라이트 중심부, 즉 가장 먼저 자라기 시작한 부분으로 갈수록 이런 고온 광물이 뚜렷하게 나타났다.

이를 종합해 연구팀은 운석 충돌 뒤 지하에서 가열된 물이 솟아올라 형성된 열수 호수에서 스트로마톨라이트가 성장했음을 세계 최초로 규명했다. 이번 연구 결과는 네이처 자매지 ‘커뮤니케이션즈 어스 앤드 인바이런먼트’에 게재됐다. 연구팀은 나아가 초기 지구에서 빈번했던 운석 충돌이 만든 열수 호수가 광합성 미생물의 번식을 촉진해, 산소를 국지적으로 공급하는 ‘산소 오아시스’ 역할을 했을 가능성도 제시했다.

임재수 박사는 “스트로마톨라이트 성장을 종합적으로 밝힌 것은 이번이 처음”이라며 “산소 오아시스 가능성을 확인하고, 화성 지표 탐사 방향에 새로운 시각을 제공할 수 있어 연구자로서 보람을 느낀다”고 말했다.

김재형 기자 monami@donga.com