거대충돌가설
두 개의 찰흙 덩어리가 비스듬히 부딪쳐 큰 덩어리는 지구가 되고, 튀어 나간 파편이 뭉쳐 달이 된 우주적 사건이에요.
정의 약 45억 년 전 원시 지구와 화성만 한 크기의 천체가 부딪치면서 튕겨 나간 암석 파편들이 뭉쳐 지금의 달이 되었다는 과학 이론이에요. 현재 달의 탄생 과정을 설명하는 가장 유력한 가설이에요.
우주에서 벌어진 거대한 충돌
아주 먼 옛날 태양계가 갓 만들어졌을 때는 수많은 행성 후보들이 궤도를 어지럽게 돌고 있었어요. 약 45억 년 전, 원시 지구의 궤도로 화성만 한 크기의 거대한 천체가 다가왔어요. 과학자들은 이 가상의 천체를 그리스 신화 속 달의 여신 셀레네의 어머니 이름을 따서 '테이아(Theia)'라고 불러요.
테이아는 지구를 향해 무서운 속도로 날아와 비스듬하게 부딪쳤어요. 이때 발생한 충돌 에너지는 상상을 초월할 정도로 엄청나서 테이아는 산산조각이 났고, 원시 지구의 표면도 마그마 바다가 될 만큼 완전히 녹아내렸어요.
충돌로 튕겨 나간 엄청난 양의 암석 파편과 증발한 가스는 지구 주위를 도는 거대한 원반 형태의 고리를 만들었어요. 토성의 고리처럼 지구를 맴돌던 파편들은 서로의 중력으로 빠르게 뭉치기 시작했고, 마침내 오늘날 밤하늘을 밝히는 달로 다시 태어났어요.
달의 수수께끼를 푼 결정적 단서
아폴로 우주선이 달에서 암석을 가져오기 전까지는 달이 어떻게 생겼는지 수수께끼였어요. 지나가던 달을 지구가 중력으로 붙잡았다는 포획설이나, 지구가 너무 빨리 돌아서 살점이 떨어져 나갔다는 분열설은 물리적 계산과 맞지 않았거든요.
그런데 달에서 가져온 암석을 정밀 분석해 보니 지구의 암석과 '산소 동위원소 비율'이 쌍둥이처럼 똑같았어요. 산소 동위원소 비율은 태양계 천체마다 각기 다른 지문 같은 표식인데, 달과 지구가 한 뿌리에서 나온 재료로 만들어졌음을 명확히 증명한 거예요.
동시에 달에는 무거운 쇠로 이루어진 중심 핵이 거의 없다는 사실도 밝혀졌어요. 거대충돌가설은 이 모순을 완벽하게 설명해요. 충돌 당시 무거운 철 성분은 가라앉아 지구의 핵과 합쳐졌고, 바깥쪽의 가벼운 암석 껍질 파편만 튕겨 나가 달을 이루었기 때문이에요.
조금 더 정확히 말하면: 기적 같은 각도와 속도
만약 테이아가 지구를 정면으로 들이받았다면 두 천체 모두 완전히 산산조각 나 우주의 먼지가 되었을 거예요. 반대로 너무 살짝 스쳐 지나갔다면 파편이 우주 공간으로 멀리 날아가 버려 달을 만들지 못했겠죠. 테이아가 약 45도 각도로 지구를 비스듬히 때렸기 때문에 파편이 지구 궤도에 안전하게 머물 수 있었어요.
더 놀라운 점은 형성 속도예요. 과거에는 파편이 뭉쳐 달이 되는 데 수백만 년이 걸렸을 거라 생각했지만, 최신 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션에 따르면 단 1년에서 100년 안팎이라는 찰나의 시간 만에 달이 완성되었을 것으로 계산돼요.
이 엄청난 충돌은 지금 지구 생명체의 운명도 바꾸어 놓았어요. 충돌 충격으로 지구의 자전축이 약 23.5도 기울어졌고, 이 기울기 덕분에 지구에 사계절이 생겨나 생명체가 번성하기에 알맞은 다양한 기후가 만들어졌답니다.
🤔 흔한 오해
지구와 달은 태양계가 생길 때 처음부터 서로 독립된 두 행성으로 나란히 생겨났다.
달의 암석 성분과 내부 구조를 분석하면 독립적으로 생겨났다고 볼 수 없어요. 달은 원시 지구와 다른 천체가 충돌하면서 지구의 표면 암석이 뜯겨 나가 뭉쳐진 결과물이에요.
🧺 일상에서 만나요
원시 지구와 화성만 한 천체의 비스듬한 충돌로 튀어 나간 파편들이 뭉쳐 오늘날의 달이 되었어요.