흥미진진한 우주 이야기: 운석이란 무엇인가? 종류

지구에서 발견된 운석에 대한 이야기를 풀어가기 전에 몇 가지 기본 용어를 살펴보면, 지구를 포함한 태양계는 행성, 소행성, 유성체 등 다양한 천체로 이루어져 있습니다. 행성은 고체 암석으로 이루어진 지구형 행성과 가스로 이루어진 외 행성으로 나뉘며, 소행성은 행성보다 작은 천체를 가리킵니다. 유성체는 소행성보다 더 작은 것으로, 지구 대기권으로 진입하여 증발하는 과정에서 유성이라 불립니다. 이 유성이 지상에 떨어지면 그것이 바로 운석입니다.

 

 

 

운석이란?

매일 대기권으로 들어오는 약 5만톤의 유성체 중 일부는 지구 표면에 도달하게 되지만, 대부분은 유성으로 다 타버립니다. 이 과정에서 운석이 지상에 낙하하는데, 이것이 바로 지구에 떨어진 운석, 즉 '운석(Meteorite)'입니다.
이런 운석들은 대부분 태양계의 특정 지점인 소행성대에서 유래됩니다. 하지만 가끔은 소행성 간 충돌로 인해 나온 달이나 화성에서 온 운석도 있다는 사실이 흥미롭습니다. 소행성대는 지구와 목성 사이에 위치하고 있으며, 그 중에는 큰 것부터 작은 것까지 다양한 크기의 소행성들이 존재합니다. 실제로 망원경으로 확인된 소행성은 540,000개, 번호가 매겨진 것은 260,000개, 이름이 붙은 것은 16,200개가 넘는데요. 목성의 영향으로 현재는 달 정도의 크기로 줄어들었지만, 여전히 흥미로운 우주 속의 특별한 현상들이 가득합니다.
물론 소행성이 안정된 궤도를 돌게 되는 것이 일반적이지만, 목성의 중력에 영향을 받아 궤도가 바뀌거나 소행성들끼리 충돌하여 궤도 이탈이 발생하기도 합니다. 이처럼 소행성이나 혜성에 의해 내 태양계로 진입하여 지구에 떨어질 수 있는데, 이런 경우가 운석이 지구에 떨어지는 원인 중 하나입니다.

지구에 떨어진 운석은 그 자체로 우주의 신비를 갖고 있을 뿐만 아니라, 태양계의 탄생과 지구 내부의 비밀을 풀어줄 소중한 단서를 제공합니다. 빅뱅에 의해 137억 년 전에 시작된 우주는 현재 3세대 별로 이루어져 있으며, 우리 태양은 46억 년의 나이를 자랑합니다. 태양계가 형성될 당시 초신성 폭발이 일어나고 먼지와 가스 등이 모여 우리의 태양계가 진화해 간 과정의 증거를 보여주는 것이 바로 '콘도룰(chondrules)'입니다.

지구에 떨어진 운석은 불편한 테마 속에 감춰진 우주의 비밀과 태양계의 기원을 알려줄 단서를 제공합니다. 137억 년 전, 빅뱅이 일어나면서 형성된 현재의 우주는 태양계가 3세대의 별로 이뤄진 약 46억 년 된 것으로 알려져 있습니다. 이는 태양계의 형성 단계와 초신성 폭발, 먼지와 가스의 결합으로 원시 태양계가 어떻게 진화했는지를 보여주는 콘도룰(chondrules)을 통해 엿볼 수 있기 때문입니다.
원시 태양계에서 최초의 물질은 서로 뭉쳐 충돌하면서 새로운 물질과 구조로 변화해 갔습니다. 특정 유형의 운석은 이 진화 과정을 엿보여주며 지구 내부의 구조에 대한 흥미로운 단서를 제공합니다. 운석은 마치 태양계의 탄생의 증인이자 진화의 증거인 것처럼 보입니다.

 

운석의 다양한 종류

석질 운석(Stony Meteorite): 전체 운석의 약 85% 정도를 차지하는 석질 운석은 주로 규산염으로 이루어진 올리빈, 파이록센, 철, 철화합물로 구성되어 있습니다. 최근 발견된 진주 운석도 여기에 속합니다.

탄소계 콘도라이트(Carbonaceous Chondrite): 태양계 초기에 형성된 가장 원시형 운석으로, 태양의 성분과 유사한 것으로 알려져 있습니다. 유기물을 포함하고 있어 생명체 탄생의 비밀을 품고 있습니다.

에이콘도라이트(Achondrite): 콘도라이트가 없는 석질 운석으로, 초기 지구가 완전히 녹아버려 지구에 콘도라이트를 가진 바위가 없는 것과 유사한 진화 과정을 거친 운석입니다. 대부분 Vesta라는 소행성에서 나온 것으로 알려져 있습니다.

철운석(Iron Meteorite): 전체 운석의 약 5-6%를 차지하는 철운석은 주로 철과 니켈로 이루어져 있습니다. 지구 내부의 핵(core)에서 온 것으로, 지구형 행성이나 구형 소행성의 핵에서 온 것으로 추정됩니다.

석철 운석(Stony-Iron Meteorite): 가장 희귀한 운석으로, 돌과 철이 반반 섞여 있습니다. 이는 소행성이 격렬한 충돌로 인해 서로 녹는 과정에서 새로운 성분으로 태어난 소행성에서 나온 것입니다.

 

 

 

운석으로 인한 피해 사례

 

운석은 우리 일상에서 예측 불가능한 사건을 초래할 때도 있습니다. 뉴욕주 Peekskill 지역에서는 1992년에 체리말리부 승용차의 트렁크에 떨어져 차가 대파되었는데, 이 차는 운석에 맞은 차량으로 구경거리가 되어 월드투어에 나서기도 했습니다. 다행히 사망한 사례는 기록되지 않았지만, 1954년 알라바마주에서는 호지스 부인이 운석에 맞아 옆구리를 스쳐 화상을 입은 사건이 있었습니다. 또한, 2013년 러시아의 첼라빈스크 지역에서는 운석의 폭발로 인해 1,200명이 부상을 입었고, 다수의 건물이 피해를 입었습니다. 이때는 최대 600kg에 달하는 운석이 호수에서 인양되었습니다.
그렇다면 지구 전체를 위협할 만큼 큰 운석 충돌 가능성은 없을까요? 소행성 감시 체계가 운용되고 있어서 걱정할 필요는 없지만, 소행성 충돌이 우주에 미치는 영향에 대한 연구는 계속되고 있습니다. 2013년 러시아에서의 사건처럼 지구에 떨어진 운석이 큰 피해를 일으킬 수도 있기 때문입니다.

 

 

 

 

운석이 주로 떨어지고 어디서 찾을까?

 

운석은 어느 특정 지역에 떨어지는 것이 아니라 랜덤하게 지구 표면에 떨어집니다. 지구의 대다수는 바다이기 때문에, 바다로 떨어지는 경우가 가장 많습니다. 그래서 한국에서 운석 발견이 적은 이유 중 하나가 표면적으로 작은데다 산악 지역이 많아 찾기가 어렵기 때문입니다. 사실, 발견된 운석의 80%는 남극에서 채집되는데, 이는 남극이 운석을 보관하기에 이상적인 만년설 지역이기 때문입니다. 또한, 사막이나 팜파스와 같은 평원 지역에서도 상대적으로 많이 발견됩니다. 운석을 전문적으로 채집하는 '운석 사냥꾼'들은 평원에서 패러그라이딩을 통해 지상을 관측하고, 이후 금속 탐지기 등을 사용하여 정밀한 탐색을 진행합니다.

 

진주 운석의 발견과 운석 분화구 이야기

2014년 진주에서 발견된 운석이 화제를 모았던 적이 있습니다. 국내에 떨어진 운석 중에서 현실적으로 확인된 것은 1943년 11월 23일에 두원면에서 떨어진 전남고흥군 운석뿐이었습니다. 이 운석은 현재 국가 차원에서 협상을 통해 지질 연구원에게 전시 중이며, 국가적으로 소중하게 보관되고 있습니다. 진주 운석은 이러한 역사적인 운석 중에서 71년 만에 확인된 것으로, 그 크기도 2.1kg인 두원운석보다 훨씬 크게 발견되었습니다. 최초 발견된 것은 9.1kg, 그리고 네 번째로 발견된 것은 20kg를 넘어선다고 하니, 이는 참으로 대단한 일이라 할 수 있습니다.

 

진주 운석은 처음에 발견될 때 운석의 진위에 대한 의문이 있었습니다. 왜냐하면 비닐 하우스를 뚫고 바닥에 박혀 있는 정도가 너무 작아 보여서였습니다. 모든 운석이 운석분화구를 만들지는 않는데, 크기, 진입 각도, 속도, 지형 조건에 따라 충돌 정도가 다르기 때문입니다. 세계에서 가장 유명한 운석분화구 중 하나는 미국 아리조나주의 윈스로 인근에 위치한데, 직경 40m의 작은 소행성이 낮은 각도로 대기권에 진입하여 만들어진 것입니다. 이러한 충돌로 인해 운석분화구가 만들어질 정도의 충돌 에너지를 가진 운석 낙하의 경우, 지표면의 바위물질이 녹아 대기권 높이 치솟아 구름이 생기고, 재 낙하된 물질로 분화구가 형성됩니다.

 

운석의 가치와 판별 방법

운석의 가치는 종류, 출처, 성분, 모양 등 여러 요소에 의해 크게 달라집니다. 우리나라에서는 진주 운석의 가치가 처음에는 수십억원으로 평가되다가, Ordinary chondrite로 밝혀지면서 현실적인 가치인 g당 $1-$5로 조정되었습니다. 하지만 운석의 아름다움과 형태에 따라서도 가치 차이가 발생합니다. Pallasite라 불리는 석철운석 중에서도 올리빈과 철, 니켈이 반반 섞인 아름다운 Pallasite는 높은 가격으로 거래되는 반면, 일반적인 석철운석은 비교적 낮은 가격에 거래됩니다. 다이몬드처럼, 운석도 종류와 모양에 따라 큰 차이가 있습니다.

운석을 발견하고 구별하는 것은 어려운 과정입니다. 간단한 식별 절차를 거쳐서는 채집한 것을 연구 기관에 의뢰하여 정밀 분석이 필요합니다. 돌인 경우에는 검은색 또는 암갈색의 용융각, 흐름 자국, 같은 크기의 돌보다 무거움, 자석이 붙는지, 깨어져 있다면 내부가 더 옅은지, 작은 구체 또는 금속 입자가 있는지 등을 확인할 수 있습니다. 철인 경우에는 자석이 붙는지, 찢기거나 뒤틀린 날카로운 각이 있는지, 흐름 자국이 있는지 등을 확인할 수 있습니다.



운석은 우주에서 내려오는 보물로, 그 가치와 아름다움은 여러 가지 변수에 의해 결정됩니다. 진주 운석의 발견은 한국에도 운석의 흥미로운 이야기를 전하며, 그 신비로움에 대한 더 많은 탐험을 약속합니다.