달의 뒷면에 착륙했던 '창어 6호'(아래 사진)가 가져온 토양을 분석해 달의 앞뒷면 수분 차이 지도를 만들었다. / nature, CNSA, space.com

지구에서 보이는 달의 앞면과 뒷면은 환경이 많이 다르다. 험하고 삭막한 것으로 알려진 달의 뒷면, 이번에는 앞면보다 더 건조한 것으로 확인됐다. 

달에 존재하는 물은 달 탐사와 달 기지 건설에 중요한 지표다. 그동안 베일에 쌓여 있던 달의 뒷면에 대한 정보가 더 많이 밝혀질수록 달 탐사의 방향도 점점 확실해질 수 있어서 달의 물에 대한 연구는 지금도 계속되고 있다. 

중국과학원의 센 후(沈虎) 박사 연구팀은 “중국의 무인 달 탐사선인 창어 6호가 가져온 달 뒷면의 토양 시료는 수분 함량이 달의 앞면보다 적었다”고 10일 국제 학술지 네이처(Nature)에 발표했고 이를 사이언스와 스페이스닷컴 등 외신들이 보도했다. 

그동안 미국의 아폴로와 구소련 루나, 중국 창어 5호 등이 달의 앞면에 착륙해 여러 토양 시료를 보냈지만, 달의 뒷면에 대한 탐사는 이뤄지지 않았다. 그러다 작년 6월 중국의 창어 6호가 세계 최초로 달의 뒷면에 착륙하면서 연구가 본격화되고 있다.

연구진은 창어 6호가 보낸 달 뒷면 토양 시료 5g을 전자현미경으로 분석했다. 시료에서 모두 578개의 입자를 선별한 뒤 상세 분석을 진행했다. 토양 시료의 수분 함량은 g당 1.55㎍(마이크로그램·1㎍은 100만분의 1g)에 불과한 것으로 나타났다. 그동안 달의 앞면에서 채취한 토양의 수분 함량은 g당 1~200㎍이었다. 달의 뒷면이 앞면보다 더 건조하다는 사실을 처음 확인한 것이다.

센 후 박사는 “지난 20년 동안 이온 질량 분석법이 발전하면서 달의 맨틀이 건조할 것이라는 생각을 깨고 상대적으로 습하다는 사실이 확인됐다”며 “이번 연구는 달 내부의 수분 분포가 고르지 않고 대조를 이룰 수 있다는 점을 알려준다”고 말했다.

달의 앞뒷면의 수분 함량 차이는 몇 가지 가설로 설명된다. 우선 연구진은 달의 뒷면에 대형 소행성 충돌이 발생해 수분을 앞면으로 날려 보냈을 가능성이 있다고 봤다. 또 다른 가설은 달의 두 반구 간 수분의 수직적 분포 자체가 아예 다를 수 있다는 것이다.

달의 뒷면 토양이 앞면과 다르다는 연구 결과는 지난 2월에도 나왔다. 중국 지질과학원과 산둥대 연구진이 창어 6호가 수집한 현무암 조각 33개를 분석한 결과, 앞면과 달리 칼륨(K), 희토류(REE), 인(P)이 풍부한 물질(KREEP)이 없었다. KREEP은 달 형성 초기에 마그마 바다가 결정화되는 마지막 단계에서 만들어진 잔여물로, 이 물질이 없다는 건 달의 뒷면과 앞면의 지질학적 역사가 다르다는 의미다.

앞으로 달 탐사가 활발해지면서, 달 토양에 대한 연구도 깊어질 것으로 보인다. 미국 항공우주국 NASA는 아르테미스 프로그램을 통해 2027년 달 남극 근처에 우주비행사를 보낼 계획이다. 중국도 2030년을 목표로 유인 달 탐사를 준비하고 있다.