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운석

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1. 개요

운석은 우주에서 지구로 떨어진 암석 조각을 의미하며, 고대부터 종교적 숭배의 대상이 되기도 했다. 운석은 구성 성분에 따라 석질, 철질, 석철질 운석으로, 성인에 따라 시원 운석과 분화 운석으로 분류된다. 운석의 낙하와 발견은 운석 수집의 주요 방법이며, 낙하 시에는 용융각이 생성된다. 운석은 지구의 충돌구 형성과 대량 멸종과 연관되어 있으며, 운석 내 유기물 발견은 생명의 기원 연구에 중요한 단서를 제공한다. 운석은 발견된 지역의 이름을 따서 명명되며, 한국에서는 6개의 운석이 기록되었고, 남극 운석 연구가 활발히 진행되고 있다.

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운석
정의
설명행성 표면에 도달한 우주 공간의 고체 파편
개요
크기보통 보다 작음
특징운석은 모행성의 구성에 대한 귀중한 정보를 제공함
추가 정보
관련 용어별똥별(유성), 유성체, 유성
관련 연구운석은 토양에서도 발견됨
화성 탐사오퍼튜니티 로버가 화성에서 철 운석 발견

2. 역사 속의 운석

고대 사회에서 운석은 종종 신성한 물체로 여겨져 종교적 숭배의 대상이 되기도 했다. 서양에서는 운석의 외계 기원에 대한 인식이 늦었으나, 동양에서는 오래전부터 운석이 우주에서 온 것으로 인식되었다. 18세기 이후 과학적 연구를 통해 운석의 외계 기원이 밝혀졌다.

카바 벽에 박힌 검은 돌은 운석으로 추정되지만, 증거가 거의 없어 결론을 내리기 어렵다.[78][79][80]

송나라 시대 중국에서 1064년 션 괄은 창저우 근처에서 운석 충돌 사건을 기록했다. 그는 "천둥과 같은 큰 소리가 하늘에서 들렸고, 달과 거의 같은 거대한 별이 동남쪽에 나타났다"라고 보고했으며, 이후 근처에서 분화구와 아직 뜨거운 운석을 발견했다.[83]

유럽에서 가장 오래 기록된 운석 낙하 사건은 엘보겐 운석 (1400년)과 엔시스하임 운석 (1492년)이다.

작은 운석은 피해가 없거나 미미하지만, 큰 운석은 지구 생명에 큰 타격을 준다. 약 6600만 년 전 백악기 말, 직경 약 10km의 운석이 지구에 충돌하여 공룡 (조류를 제외한 공룡)을 멸종시킨 것은 특히 유명하다(칙술루브 충돌구, K-Pg 경계).

1985년까지 발견된 2700개의 운석 중 낙하 모습이 목격된 것은 약 45%이다.[108] 남극에서는 일본을 비롯한 각국의 남극 관측대가 1985년까지 7500개의 운석을 회수했다.[108] 2000년판 운석 카탈로그에는 2만 2507개(남극 운석 1만 7808개 포함)가 게재되어 있는데, 이 중 2만 1514개(95.6%)가 석질 운석, 865개(3.8%)가 철 운석, 116개(0.5%)가 석철 운석이다.[109]

방사성 동위원소를 사용한 측정을 통해, 운석 대부분은 약 45억 년 전에 만들어진 것으로, 태양계 초기 원시 행성이 형성된 당시의 시원적인 물질일 것으로 추정된다.[108] 운석의 기원 천체와 유성 물질의 기원 천체는 반드시 같은 종류는 아니다.[110]

2. 1. 고대 사회와 운석

고대 그리스인들은 낙하하는 운석을 보고 제우스가 지구로 떨어트린 것이라 생각하여 운석이 떨어진 위치에 아르테미스 신전을 지었다.[77] 이는 종교적 숭배의 기원일 수 있다. 고대 7대 불가사의 중 하나인 에페소스의 아르테미스 신전 숭배는, 동시대 사람들이 로마 신화의 주신인 유피테르로부터 지구로 떨어진 것으로 이해했던 운석의 관찰과 회수에서 시작되었을 가능성이 있다.[77] 운석으로 추정되는 성스러운 돌이 신전에 안치되었다는 보고가 있다.

일부 아메리카 원주민들은 운석을 의례용 물건으로 취급했다. 1915년, 약 61.23kg 철 운석이 시나과 (서기 1100–1200년) 묘지에서 발견되었는데, 깃털 천으로 정중하게 감싸져 있었다.[81] 작은 팔라사이트는 뉴멕시코주 포조아케 푸에블로에서 발견된 오래된 묘지의 토기 항아리에서 발견되었다. Nininger는 미국 남서부와 다른 지역에서 원주민의 운철 구슬이 호프웰 분묘에서 발견된 사례, 그리고 위노나 운석이 원주민의 석조 지하 묘지에서 발견된 사례 등, 여러 다른 사례를 보고했다.[81][82]

운석이 우주에서 떨어진 암석이라는 것은 꽤 오래전부터 인식되었다. 동양에서는 “별이 땅에 내려와 돌이 되었다”라는 기록이 있으며, 고대 이집트인들이 을 "하늘의 선물"이라 하고 수메르인들이 "천상의 금속"이라 불렀는데 이는 운석을 의미한다. 가장 오래된 철기 유물은 운석 철로 두들겨 만든 아홉 개의 작은 구슬이다. 이들은 이집트 북부에서 발견되었으며 기원전 3200년으로 확실하게 연대가 밝혀졌다.[76]

운석 철 촉이 달린 일각고래 엄니로 만든 창

2. 2. 운석 연구의 발전

18세기 이전 서양 과학자들은 성간 공간을 완전한 무의 상태로 인식했기 때문에 운석이 우주에서 떨어진다는 것을 인정하지 않았다. 그러나 독일 과학자 에른스트 플로렌스 클라드니는 1794년 운석 낙하 기록을 검토하여 운석의 외계 기원설을 주장하는 소책자를 발간했지만, 당시 과학계는 이를 받아들이지 않았다.[84][86]

19세기에 들어서 영국의 화학자 에드워드 찰스 하워드는 1802년 운석의 화학 성분을 분석하여 지구 암석과 다르다는 결론을 내렸다.[87] 프랑스 과학자 장바티스트 비오는 1803년 프랑스 레글에서 수천 개의 레글 운석이 떨어진 사건을 연구하여 운석의 외계 기원을 입증했다.[88][89][90] 이러한 연구들을 통해 운석이 우주에서 왔다는 사실이 과학적으로 인정받게 되었다.

3. 운석의 분류

운석은 크게 두 가지 방법으로 분류한다. 첫 번째는 운석을 구성하는 물질에 따라 분류하는 것이고, 두 번째는 운석의 성인에 따라 분류하는 것이다.

대부분의 운석은 석질 운석으로, 콘드라이트와 무콘드라이트로 나뉜다. 운석의 약 6%만이 철 운석이거나 암석과 금속이 혼합된 돌철 운석 (팔라사이트)이다.


  • 콘드라이트: 운석의 약 86%는 콘드룰이라는 작고 둥근 입자를 함유하고 있어 콘드라이트라고 불린다.[18][19][20] 콘드룰은 우주에서 자유롭게 떠다닐 때 녹았던 것으로 보이는 규산염 광물로 구성된다. 콘드라이트는 약 45억 5천만 년 전에 생성되었으며, 소행성대의 물질을 나타내는 것으로 생각된다.
  • 무콘드라이트: 운석의 약 8%는 무콘드라이트이며, 일부는 지구의 화성암과 유사하다. 대부분 고대 암석이며, 분화된 미행성의 지각 물질을 나타내는 것으로 생각된다. 이나 화성에서 온 것도 있다.
  • 철 운석: 낙하가 관찰된 운석의 약 5%는 카마사이트 및/또는 테나이트와 같은 철-니켈 합금으로 구성된 철 운석이다. 대부분 미행성의 핵에서 온 것으로 생각된다.
  • 돌철 운석: 나머지 1%를 구성하며, 철-니켈 금속과 규산염 광물의 혼합물이다. 팔라사이트는 이 중 한 유형이다.

3. 1. 구성 성분에 의한 분류

운석은 구성 성분에 따라 크게 세 종류로 나뉜다. 규산염 광물로 주로 이루어진 운석은 석질운석이라고 부른다. 금속 철과 니켈합금으로 주로 이루어진 운석은 철질운석이라고 부른다. 금속 상태의 철질 성분과 규산염 성분이 절반 정도씩 섞여 있는 운석은 석철질운석으로 분류한다.

철질운석과 석철질운석은 지구 표면에서 발견되는 암석과는 구성 성분이 크게 달라 쉽게 구별할 수 있다. 이 두 종류의 운석과 유사한 성분을 지구에서 찾으려면 또는 핵과 맨틀의 경계부로 내려가야 한다. 따라서 철질운석과 석철질운석의 대부분은 소행성의 핵이나 핵과 맨틀의 경계에서 유래한 암석으로 생각되고 있다. 반면 석질운석의 경우에는 매우 다양한 기원을 가지고 있다.[17]

석철 운석은 거의 같은 양의 Fe-Ni 합금과 규산염 광물로 구성된 운석이다. 분화된 천체의 맨틀에서 유래하며, 팔라사이트와 메소시데라이트로 나뉜다.

고체 행성과 유사한 조성을 가진 소천체 중, 대체로 직경 100km 이상인 것은 내부가 용융될 수 있다고 생각된다. 소천체 내부에서 용융이 발생하면, 중력에 의해 성분 분리가 일어나, 밀도가 큰 금속이 중심에 모여 핵이 되고, 이를 보다 밀도가 작은 암석질 물질이 감싸서 맨틀이 된다. 이러한 소천체가 상호 충돌 등에 의한 어떤 외력을 받아 파괴된 것이 운석으로서 지표에 낙하하는 천체 조각으로 생각된다. 중심핵은 철 운석이며, 맨틀부는 석질 운석이다. 소천체의 중심핵과 맨틀은 명료한 경계가 있는 것이 아니라, 경계 영역에서는 금속 철과 암석이 혼재한다. 이것이 석철 운석의 기원 물질이라고 생각된다.

트로일라이트라고 불리는 둔한 금속 광택을 가진 황화철 광물을 동반하는 경우가 많다.

3. 2. 성인에 의한 분류

운석은 성인에 따라 크게 시원 운석(또는 미분화 운석)과 분화 운석으로 구분된다.[17] 시원 운석은 콘드라이트(chondrite)라고도 불리며, 태양계 성운에서 집적된 물질들이 모여 운석의 모체를 형성한 후 화성 활동을 경험하지 않은 운석을 말한다. 화성 활동을 겪으면 원래의 화학 조성과는 다른 암석이 만들어지므로 이러한 운석을 분화 운석이라고 부른다.[17]

에스켈 운석의 절단 및 연마된 단면으로, 돌-철 팔라사이트이다. 노란색-녹색 감람석 결정이 철-니켈 매트릭스에 갇혀 있다.

4. 운석의 발견과 회수

운석은 낙하(Fall)와 발견(Find) 두 가지 방식으로 회수된다.[43][44] '운석 낙하'는 사람이거나 자동 장치에 의해 도착이 관찰된 후 수집된 운석을 말하며, '관측 낙하'라고도 한다. 그 외의 모든 운석은 '운석 발견'이라고 불린다.[43][44] 널리 사용되는 데이터베이스에는 1,100개 이상의 문서화된 낙하가 등재되어 있으며,[45][46][47] 대부분 현대적인 수집품에 표본이 있다. 2019년 1월 기준으로, ''운석 게시판 데이터베이스''에는 1,180개의 확인된 낙하가 있었다.[45]

작은 운석은 피해가 없거나 미미하지만, 큰 운석은 지구의 생명에 큰 타격을 줄 수 있다. 약 6600만 년 전 백악기 말, 직경 약 10km의 운석이 지구에 충돌하여 공룡 (정확히는 조류를 제외한 공룡)을 멸종시킨 칙술루브 충돌구, K-Pg 경계는 특히 유명하다.

1985년까지 발견된 2700개의 운석 중, 낙하하는 모습이 목격된 것은 약 45%이다.[108] 남극에서는 일본을 비롯한 각국의 남극 관측대가 1985년까지 7500개의 운석을 회수했다.[108] 운석 카탈로그(Catalogue of Meteorites 2000년판)에는 2만 2507개(남극 운석 1만 7808개 포함)가 게재되어 있는데, 이 중 2만 1514개(95.6%)가 석질 운석, 865개(3.8%)가 철 운석, 116개(0.5%)가 석철 운석이다.[109]

방사성 동위원소를 사용한 측정을 통해, 운석의 대부분은 약 45억 년 전에 만들어진 것으로, 태양계의 초기, 원시 행성이 형성된 당시의 시원적인 물질일 것으로 추정된다.[108] 또한, 운석의 기원 천체와 유성 물질의 기원 천체는 반드시 같은 종류는 아니다.[110]

운석은 지표에 도달하기 전에 작은 조각으로 부서지기도 하고, 큰 덩어리째로 도달하기도 한다. 대기와의 충돌로 인해 다수의 파편이 되어, 타원형의 (장경 수 킬로미터에서 수십 킬로미터) 지역에 수십 개에서 수백 개, 드물게는 수만 개 정도의 미소한 물질이 낙하하는 경우를 '운석우'라고 부른다.[107] 이 경우 운석 조각들은 수백 그램에서 수 킬로그램 정도인 것이 많다.[107]

큰 덩어리째로 떨어지는 경우도 있으며, 북아메리카의 배링저 운석구 (지름 1.2 킬로미터)를 만든 운석은 수만 톤에서 수십만 톤의 질량이었을 것으로 추정된다.[107] 운석 자체가 발견된 것 중 가장 큰 것은 (1988년 『세계 대백과사전』 출판 당시) 나미비아의 호바 운석으로, 무게 66톤, 너비 약 3미터이다.[107]

금성은 지구의 자매 행성이라고 불리지만, 금성에 낙하하는 운석은 너무 높은 기압과 기온 등의 요인으로 인해 지표에 도달하기 전에 대부분 녹아 버린다. 이 때문에 금성에는 지구에 비해 운석의 낙하와 크레이터가 압도적으로 적다. 앞서 언급한 요인으로 인해 상당히 큰 운석이 아니면 금성 표면에 도달하지 못하므로, 금성에 존재하는 크레이터는 지구의 것보다 거대한 것이 많다.

다양한 지역에 운석에 대해 이야기하는 것으로 여겨지는 전승과 기록이 많이 남아 있다.[107] 구약성서의 『여호수아기』에는 "께서 하늘에서 그들 위에 큰 돌을 내리시니, 가링크에 이르기까지 그러므로 쳐 죽은 자가 이스라엘 자손이 칼로 죽인 자보다 많았더라."라는 기록이 있다.[107][112]속일본기』의 덴표호지 8년(764년) 9월 18일조에는 "이날 밤 별이 있어, 오시카쓰의 침실 위에 떨어졌다"라는 기록이 있다.[107] 이 외에도, 호키 3년(772년) 6월 19일조에는 "경내에 운석, 크기는 유자 정도이며, 며칠 만에 그쳤다"라고 기록되어 있다. 낙하에 대한 전승과 운석 자체가 현존하는 것 중 가장 오래된 것은, 861년후쿠오카현 노가타시에 떨어진 노가타 운석이다.[107] 다만 노가타 운석이 실제로 떨어진 것은 1749년이라는 설도 존재한다.

거대한 유성체는 상당한 비율의 탈출 속도 (두 번째 우주 속도)로 지구에 충돌하여 초고속 충돌구를 남길 수 있다. 이러한 구덩이의 종류는 충돌체의 크기, 구성, 파편화 정도, 진입 각도에 따라 달라진다. 이러한 충돌의 힘은 광범위한 파괴를 일으킬 가능성이 있다.[8][9] 지구상에서 가장 빈번한 초고속 충돌 사건은 철 유성체에 의해 발생하며, 이는 대기를 온전히 통과하기가 가장 쉽다. 철 유성체에 의해 발생한 구덩이의 예로는 배링거 운석구, 오데사 운석구, 와바르 충돌구, 울프 크릭 분화구가 있으며, 이러한 모든 분화구와 관련하여 철 운석이 발견된다. 반대로, 수백만 톤에 달하는 작은 혜성이나 소행성과 같은 비교적 큰 암석 또는 얼음 덩어리조차도 대기 중에서 파괴되며, 충돌구를 만들지 않는다.[10] 이러한 파괴 사건은 흔하지 않지만, 상당한 진탕을 일으킬 수 있다. 유명한 퉁구스카 사건도 그러한 사건의 결과였을 것이다. 수백 미터 이상의 직경과 수천만 톤 이상의 무게를 가진 매우 큰 암석 물체는 표면에 도달하여 거대한 구덩이를 만들 수 있지만, 매우 드물다. 이러한 사건은 일반적으로 매우 강력하여 충돌체가 완전히 파괴되어 운석이 남지 않는다. (거대한 충돌구와 관련하여 발견된 최초의 암석 운석 사례인 모로크엥 충돌 구조는 2006년 5월에 보고되었다.)[11]

운석의 진위 여부는 전문가가 아니면 판단하기 어렵다. 낙하 직후라면 운석에 포함된 방사성 핵종의 방사성 붕괴에 따른 방사선 측정, 산소 동위원소 측정, 희가스 동위원소 측정 등 동위원소 비 측정을 통해 감정할 수 있다. 그러나 이러한 측정은 파괴 분석이므로 미량(수 마이크로그램에서 수 밀리그램)의 시료가 필요하다. 운석은 대기권 진입 전까지 우주선에 노출되어 핵파쇄반응으로 26Al 등 다양한 핵종이 생성되는데, 이 중에는 단수명 방사성 핵종도 포함되어 있어 낙하 직후(수 시간 이내) 측정은 핵우주화학에 있어서 매우 중요하다. 운석이라고 칭하며 암석을 판매하는 업자가 있지만, 진짜일 가능성은 극히 낮다.

일본에서는 일반적으로 처음 주운 사람이 소유권을 주장할 수 있다고 여겨진다. 단, 사유지에서 발견한 경우, 땅에 박혀 있는지에 따라 소유권이 달라진다. 묻혀있는 경우에는 토지 소유자의 것이 되고, 묻혀있지 않은 경우에는 주운 사람에게 권리가 있다. 토지 소유자가 진지하게 소유권을 주장하는 경우에는 예외이다. 건물에 박힌 경우에는 건물의 소유자가 권리를 주장할 수 있다.[121] 운석이나 화석의 국외 반출을 금지하는 나라도 있다.

4. 1. 운석의 낙하

운석의 회수 방법은 낙하와 발견으로 나뉜다. 낙하는 운석이 떨어지는 현상을 보고 찾는 것이다. 인구가 많은 지역에서 낙하 운석을 많이 찾을 수 있다. 운석이 낙하하는 현상을 화구라고 하며, 서로 다른 각도에서 관측한 기록으로 낙하 궤적을 복원할 수 있다. 이를 통해 유성체가 지구 중력에 이끌리기 전 태양 주위를 돌던 궤도를 계산할 수 있는데, 몇몇 운석들은 비교적 정확한 궤도 복원이 이루어져 주소행성대에서 유래했음을 알 수 있다.[7]

대부분의 유성체는 지구 대기권에 진입할 때 분해된다. 일반적으로 일 년에 5~10개의 운석이 낙하하는 것이 관찰되며, 이후 회수되어 과학자들에게 알려진다.[7] 극히 일부 운석만이 거대한 충돌구를 만들 만큼 크다. 대신, 일반적으로 종단 속도로 지표면에 도달하며, 기껏해야 작은 구덩이를 만든다.

대기 절삭의 영향을 보여주는 NWA 859 철 운석


2012년 10월 17일 의 노바토 운석이 집 지붕에 떨어져 생긴 충돌 구덩이.


2019년 플렌스부르크 근처에 떨어진 운석.


유성체가 대기를 통과할 때 발생하는 화구는 매우 밝게 보일 수 있으며, 강도가 태양과 경쟁할 수도 있지만, 대부분은 훨씬 어둡고 낮 동안에는 알아차릴 수 없다. 노란색, 녹색, 빨간색 등 다양한 색상이 보고되었다. 물체가 부서질 때 섬광과 빛의 폭발이 발생할 수 있다. 운석 낙하 동안 폭발, 폭발음, 굉음이 자주 들리며, 이는 음속 폭음뿐만 아니라 주요 파편화 사건으로 인한 충격파로 인해 발생할 수 있다. 이러한 소리는 반경이 수백 킬로미터 이상인 넓은 지역에서 들릴 수 있다. 휘파람 소리와 쉬익거리는 소리도 때때로 들리지만 잘 이해되지 않는다. 화구가 통과한 후, 먼지 궤적이 대기 중에 몇 분 동안 남아 있는 것은 드문 일이 아니다.[12]

유성체가 대기 진입 중에 가열되면 표면이 녹고 절삭을 경험한다. 이 과정에서 다양한 모양으로 조각될 수 있으며, 때로는 표면에 얕은 지문 모양의 함몰, 즉 레그마글립트가 발생한다. 유성체가 회전하지 않고 일정 시간 동안 고정된 방향을 유지하면 원뿔형 "노즈 콘" 또는 "방열판" 모양을 갖게 될 수 있다. 속도가 줄어들면서 결국 용융된 표면층이 얇은 융합 껍질로 굳어지는데, 대부분의 운석에서 검은색이다 (일부 콘드룰이 없는 운석에서는 융합 껍질이 매우 밝은 색일 수 있다). 암석 운석의 경우, 열영향 구역은 기껏해야 몇 mm 깊이이다. 열 전도성이 더 높은 철 운석의 경우, 금속의 구조는 표면에서 1cm 아래까지 열의 영향을 받을 수 있다. 운석이 착륙했을 때 "만지면 뜨겁다"라고 보고되는 경우도 있고, 물을 응축하고 서리를 형성할 만큼 차갑다고 보고되는 경우도 있다.[13][14][15]

대기 중에서 분해되는 유성체는 운석우로 떨어질 수 있으며, 이 우는 단 몇 개에서 수천 개의 개별체까지 다양할 수 있다. 운석우가 떨어지는 지역을 산포 구역이라고 한다. 산포 구역은 일반적으로 타원 모양이며, 장축은 비행 방향과 평행하다. 대부분의 경우, 우에서 가장 큰 운석은 산포 구역의 원거리에서 발견된다.[16]

낙하 시에는 거대한 화구가 나타나 에는 하늘이 대낮처럼 밝아지기도 한다.[107] 충격파에 의한 폭음이 울리는 범위는 수십 킬로미터 사방을 넘는 경우도 많다.[107]

운석은 낙하 시 지구의 중력에 의해 격렬하게 분해되고, 대기와의 단열 압축으로 격렬하게 발열한다. 이때 운석 표면이 녹아 용융각(fusion crust)이 생긴다. 하지만, 일반적으로 운석인지 아닌지 판단하는 것은 전문가가 아니면 어렵다. 낙하 직후라면 지붕을 뚫고 떨어지거나, 나무 가지가 부러져 있고 아래에 낯선 암석이 있을 때 운석일 가능성이 높다. 또한, 화구가 관측된 다음 날 아침에 발견되는 경우도 많다.

1938년 벤드 운석이 맞은 자동차 시트와 소음기, 운석 삽입. 관측된 낙하.

4. 2. 운석의 발견

운석의 발견은 지표면에 떨어진 운석을 우연히 찾는 것이다. 과거에는 매년 소수의 운석들이 우연히 발견되어 회수되는 운석의 수가 적었지만, 최근에는 운석 발견 가능성이 높은 지역을 탐사하여 많은 수의 운석을 발견하고 있다.

운석을 발견할 가능성이 높은 지역은 다른 암석의 수가 적거나 풍화가 잘 일어나지 않는 곳으로, 대평원, 사막 등이 있다. 남극에서 운석이 많이 발견되는 이유는 별도의 남극 운석 섹션에서 자세히 다룬다.

1960년대 후반, 미국 뉴멕시코주 로즈벨트 카운티는 운석을 찾기에 특히 좋은 곳으로 밝혀졌다. 1967년에 몇 개의 운석이 발견된 후, 대중 인식 캠페인이 진행되어 이후 몇 년 동안 거의 100개의 새로운 표본이 발견되었다. 1960년대 중반부터 아마추어 운석 사냥꾼들이 미국 남서부의 건조 지역을 샅샅이 뒤지기 시작했다. 현재까지 수천 개의 운석이 모하비 사막, 소노란 사막, 그레이트 베이슨, 치와와 사막에서 회수되었으며, 많은 운석이 마른 호수 바닥에서 발견되었다.

4. 2. 1. 남극 운석

현재까지 발견된 운석의 약 70% 이상이 남극에서 발견되었다.[64] 남극에서 발견되는 운석의 대부분은 오래전에 지구에 낙하한 운석으로 'blue ice'라 불리는 빙하가 용승(upwelling)하는 지역에서 주로 발견된다. 남극 운석은 오랜 세월 남극의 빙하에 묻혀 있었기 때문에 다양한 정도의 풍화를 경험하였다.

1969년, 제10차 일본 남극 연구 탐험대는 야마토 산맥 근처의 블루 아이스 필드에서 9개의 운석을 발견했다. 이와 함께 빙상의 이동이 특정 지역에 운석을 집중시키는 작용을 할 수 있다는 것을 알게 되었다.[64] 1973년 같은 장소에서 12개의 표본이 추가로 발견된 후, 1974년에는 운석 탐사를 위한 일본 탐험대가 발족되었다. 이 팀은 거의 700개의 운석을 수집했다.[65]

그 직후, 미국은 대륙 반대편의 남극 횡단 산맥을 따라 남극 운석 탐사(ANSMET) 프로그램을 시작했다.[66] 1990/91 시즌에 "EUROMET"이라는 컨소시엄을 시작으로, 이탈리아의 Programma Nazionale di Ricerche in Antartide 프로그램을 통해 유럽 팀도 남극 운석에 대한 체계적인 탐사를 수행했다.[67]

중국 남극 과학 탐험은 2000년부터 성공적인 운석 탐사를 수행해 왔다. 2007년에는 한국 프로그램(KOREAMET)이 시작되어 몇 개의 운석을 수집했다.[68] 1974년 이후 23,000개 이상의 분류된 운석 표본이 생산되었으며, 아직 분류되지 않은 수천 개가 더 있다.[69]

남극 지역 관측대가 1969년에 야마토 산맥 기슭에 집적되어 있던 9개의 운석을 채집한 것을 시작으로, 그 후 남극 대륙의 특정 장소 (기본적으로 산맥 기슭)에 빙하의 움직임에 의해 운석이 집적되는 것이 밝혀졌다. 현재까지 1만 6700개 (극지연 연구)의 운석을 발견, 회수한 결과, 일본은 세계에서 두 번째로 많은 운석을 보유한 국가가 되었다. 남극에서 발견된 운석의 대부분은 국립 극지 연구소의 남극 운석 연구 센터가 보관하고 있으며, 분류 및 연구가 진행되고 있다.

남극에서 발견된 운석은 총칭하여 남극 운석이라고 불린다. 남극 운석은 같은 지점에서 대량으로 발견되기 때문에 특별한 명명이 이루어진다.

일본 남극 지역 관측대가 야마토 산맥에서 발견한 운석은 총칭하여 야마토 운석(Yamato meteorites)이라고 불린다. 처음에는 명명 규칙에 따라 (a), (b), (c) 등의 부호를 붙여 식별했지만, 수가 방대해짐에 따라 현재는 "야마토 75105"(Yamato 75105, Y-75105) 등과 같이 번호로 불린다. 5자리 숫자의 앞 2자리는 발견 연도를 나타내고, 나머지 3자리는 그 해에 발견된 운석의 일련 번호를 나타낸다. 이 운석은 야마토 산맥에서 1975년에 발견된 105번째 운석임을 의미한다. 마찬가지로, 아스카 기지 주변에서 발견된 운석은 Asuka(A-), Allan Hills|앨런 힐스영어 주변에서 발견된 운석은 Allan Hills(ALH-)로 명명된다. 이 명명은 공식적인 명명 규칙이 결정될 때까지 잠정적으로 국제적으로 인정받고 있다.

4. 2. 2. 한반도의 운석

운석연감(Catalogue of Meteorites)에 기록된 한반도에 낙하한 운석은 다음과 같다. 그 외에 가평운석, 청주운석이 있다.

이름낙하 또는 발견 시기장소종류
운곡1924년 9월 7일전라남도 운곡(?)콘드라이트
옥계1930년 3월 19일경상북도 영덕군 달산면 옥계리콘드라이트
소백1938년함경남도 소백철운석
두원1943년 11월 23일전라남도 고흥군 두원면콘드라이트
가평1999년 11월경기도 가평군 가평읍 용추계곡철운석
청주1970년대충청북도 청원군 미원면철운석
진주2014년 3월 10일경상남도 진주시 대곡면콘드라이트
진주2014년 3월 11일경상남도 진주시 미천면콘드라이트



두원운석은 일본에 보관되어 있다가 1999년 대한민국에 반환되어 현재 대한민국의 지질자원연구원에서 보관하고 있다.[124] 진주운석은 2014년 경상남도 진주시에서 농민들이 발견하여 해양과학기술원에 인도하여 보관 중이다. 가평운석은 대한민국 정부 수립 이후 처음으로 발견된 운석으로, 1999년 11월 가평군 용추계곡 임도작업 중 발견되었으며, 서울대학교에서 분석해 2005년 10월 철운석으로 판명되었다.[125] 청주운석은 1970년대에 이영포씨가 발견하여 보관하고 있다가 지인에게 전달되었고, 2014년에 뒤늦게 운석으로 판명되었으나, 최초 발견자는 2013년에 사망해 구체적 발견 시기와 지점 등은 알 수 없는 상황이다.[126]

5. 운석 충돌구와 대량 멸종

운석 충돌은 지구 표면에 충돌구를 만들며, 대량 멸종과 관련이 있을 수 있다는 연구 결과가 있다. 특히 약 6천 5백만 년 전 백악기 말에 발생한 K-T 대량 멸종은 공룡이 멸종한 시기로, 1980년 앨버레즈(Alvarez) 등이 소행성 충돌이 이 대량 멸종을 일으켰다는 연구를 발표하면서 주목받았다. 이들은 K-T 경계층에서 발견되는 높은 이리듐 농도를 증거로 제시했는데, 이리듐은 지구 핵에 주로 분포하는 친철원소이므로 지각에서 높은 농도로 발견되는 것은 외부 물질, 즉 운석의 유입을 시사한다. 이후 멕시코 유카탄 반도에서 해당 시기에 만들어진 것으로 추정되는 치크술루브 충돌구가 발견되면서 운석 충돌과 대량 멸종 간의 연관성이 더욱 주목받게 되었다.

5. 1. 운석 충돌구

미국 애리조나주의 운석 충돌구


충돌구란 큰 화구의 충돌에 의해 지표면에 형성되는 접시 모양의 파인 구조를 말한다. 일반적으로 화구 직경의 20~50배 직경을 갖는 구조가 형성되며 지구 표면에는 현재 약 2백여 개의 충돌구가 알려져 있다.[127] 지구에 운석이 충돌하더라도 풍화작용과 지질 활동에 의해 흔적이 사라지기 때문에, 지구 표면에 분포하는 충돌구는 대부분 최근에 형성된 것이다.

일반적으로 운석은 충돌구에서는 잘 발견되지 않는다. 이는 충돌구를 형성할 정도로 강한 충돌은 운석을 거의 증발시키거나 녹이기에 충분한 에너지를 가지고 있기 때문이다. 운석이 드물게 발견된 경우에는 충돌구 주변에서 동심원상으로 흩어져 매우 작은 파편으로 발견된다.

운석 충돌과 대량 멸종은 약간의 관계가 있는 것으로 생각된다. 약 6천5백만 년 전인 백악기 말에 일어난 K-T 대량멸종은 공룡이 멸종한 시기로서 인류의 가장 많은 관심을 끈 대량멸종이며 가장 활발한 연구가 이루어진 멸종사건인데, 1980년 앨버레즈(Alvarez) 등은 소행성 충돌이 K-T 대량멸종을 가져왔다는 연구 결과를 발표하였다. 앨버레즈 등이 소행성 충돌의 증거로 제시한 것은 K-T 경계층에서 발견되는 높은 이리듐 농도이다. 이리듐은 친철원소로서 지구의 경우 에 대부분이 농집되어 있다. 지각에서는 결핍되어 있는 이리듐이 농집되어 있다는 사실은 K-T 경계층에 운석과 같은 외부 물질이 다량 포함되었을 가능성을 시사한다. 이후 많은 학자들이 소행성 충돌의 증거를 찾기 위해 노력해 왔으며, 이 시기와 규모에 일치하는 충돌구가 멕시코 유카탄반도 끝에서 발견되었다.[127]

지구의 주요 충돌구
충돌구 이름위치직경비고
아크라만 충돌구남호주90km
에임스 충돌구오클라호마 주 메이저 카운티16km
브렌트 충돌구캐나다 온타리오 북부3.8km
체서피크만 충돌구90km
치크술루브 충돌구멕시코 유카탄 반도 해안170km
클리어워터 호수캐나다 퀘벡26km 및 36km이중 충돌구
로나르 충돌구인도1.83km
룸파른발트 해 올란드 제도9km
마니쿠아간 저수지캐나다 퀘벡100km
맨슨 충돌구미국 아이오와38km매몰됨
메테오 크레이터미국 애리조나1.2km"배링거 크레이터"라고도 불리며, 최초로 확인된 육상 충돌구
미욜니르 충돌구바렌츠 해40km
뇌르틀링거 리스독일 바이에른25km
포피가이 충돌 구조러시아100km
실리안 링스웨덴52km유럽에서 가장 큰 충돌구
서드베리 분지캐나다 온타리오250km
웅가바 만캐나다 퀘벡260km x 320km
브레데포르트 충돌 구조남아프리카 공화국300km지구상에서 가장 큰 충돌 구조 (추정 10km 너비의 운석에 의해 발생)


5. 2. 운석 충돌과 대량 멸종

백악기 말 K-T 대량 멸종은 공룡 멸종 시기와 일치하여 인류의 많은 관심을 받았으며, 가장 활발히 연구된 멸종 사건이다. 1980년 알바레즈(Alvarez) 등은 소행성 충돌이 K-T 대량 멸종을 일으켰다는 연구 결과를 발표했다.[127]

알바레즈 등은 K-T 경계층에서 발견되는 높은 이리듐 농도를 소행성 충돌의 증거로 제시했다. 이리듐은 친철원소로, 지구에서는 주로 에 분포한다. 지각에 희박한 이리듐이 K-T 경계층에서 농집된 것은 운석과 같은 외부 물질이 유입되었을 가능성을 보여준다.[127]

이후 많은 학자들이 소행성 충돌 증거를 찾기 위해 노력했으며, 멕시코 유카탄반도 끝에서 이 시기와 규모에 맞는 충돌구가 발견되었다.[127]

6. 운석과 생명의 기원

1985년까지 발견된 운석 2700개 중 약 45%가 낙하하는 모습이 목격되었다.[108] 같은 해까지 일본을 비롯한 각국의 남극 관측대는 남극에서 운석 7500개를 회수했다.[108] 2000년판 운석 카탈로그에는 2만 2507개(남극 운석 1만 7808개 포함)가 게재되어 있다.[109]

방사성 동위원소 측정 결과, 운석 대부분은 약 45억 년 전 태양계 초기 원시 행성 형성 당시의 물질로 추정된다.[108] 운석은 유기물을 포함하여 생명 기원 연구에 중요한 단서를 제공한다.

6. 1. 운석 내 유기물

오르괴유 운석에서는 탄소, 수소, 산소로 구성된 유기물이 발견되었으나, 조작된 것으로 밝혀졌다. 앨런 힐스 84001 운석에서는 화석과 유사한 구조가 발견되었으나, 생명 기원 여부는 논란 중이다.

2015년, 미국 항공 우주국(NASA)의 과학자들은 DNARNA에서 발견되는 유라실, 사이토신, 티민을 포함한 복잡한 유기 화합물이 운석에서 발견되는 피리미딘과 같은 화학 물질을 사용하여 우주 환경에서 실험실 내에서 형성되었다고 보고했다.[26]

2019년, 과학자들은 처음으로 운석에서 리보스를 포함한 당 분자를 감지했다고 보고했으며, 이는 소행성에서의 화학적 과정이 생명체의 기초가 되는 일부 유기 화합물을 생성할 수 있으며, DNA 기반의 생명의 기원 이전의 RNA 세계에 대한 개념을 뒷받침한다.[29][30]

2022년, 일본 연구진은 탄소가 풍부한 운석 내부에서 아데닌 (A), 티민 (T), 구아닌 (G), 사이토신 (C), 유라실 (U)을 발견했다고 보고했다. 이 화합물들은 지구상의 모든 생명체의 유전 코드인 DNARNA의 구성 요소이다. 이 화합물들은 또한 우주 환경을 모방한 실험실 환경에서도 자연적으로 발생했다.[31][32]

7. 운석의 명명법

운석의 이름은 새로 발견되었을 때 운석학회 보고 절차를 거쳐 결정된다. 특별한 경우를 제외하고는 운석의 이름은 낙하 또는 발견된 지역을 반영한다.[97] 회수 지점 근처에 있는 영구적인 특징을 가진 장소, 가능한 한 구체적인 이름이 붙여진다.[119][120] 타당한 명칭으로는 , , 호수, , , 등의 지리적 특징이나 , , 등의 정치적 특징, 공원, 사적, 철도역 등의 인위적 활동 장소 등이 있다.[120] 인구가 드물고 지명이 적은 지역에서는 부득이하게 영구적이지 않은 것, 혹은 극단적인 경우에는 현지 비공식 명칭 등이 사용되기도 한다.[120]

7. 1. 일반적인 명명법

운석 이름은 특별한 경우가 아니면 낙하하거나 발견된 지역 이름을 따서 짓는다. 예를 들어 전라남도 고흥군 두원면에 떨어진 운석은 두원 운석이라고 부른다.[97]

남극처럼 한 장소에서 많은 운석이 발견되는 경우에는 '장소 약자+발견 연도+일련번호'를 사용한다. 예를 들어 TIL06001은 Thiel Mountains 부근에서 2006년에 발견되었으며, 일련번호는 001이다.[97]

같은 지역에 여러 운석이 떨어졌을 때는 (a), (b), (c)와 같이 알파벳 기호를 붙여 구분한다.[120]

7. 2. 특수한 경우의 명명법

남극과 같이 한 장소에서 많은 운석이 발견되는 경우, 장소의 약자, 발견 연도, 일련번호를 운석 이름으로 이용한다.[97] 예를 들어 TIL06001은 Thiel Mountains 부근에서 2006년에 발견되었으며, 일련번호는 001이다.

남극 대륙이나 사하라 사막처럼 운석 채취가 밀집된 지역에서는 지리적 정보를 전달하는 일반적인 접두사와 적절한 일련의 숫자 접미사를 붙여야 한다고 여겨진다.[120]

남극에서 발견된 운석은 총칭하여 남극 운석이라고 불린다. 남극 운석은 같은 지점에서 대량으로 발견되기 때문에 특별한 명명법이 사용된다.

일본 남극 지역 관측대가 야마토 산맥에서 발견한 운석은 총칭하여 야마토 운석(Yamato meteorites)이라고 부른다. 처음에는 명명 규칙에 따라 (a), (b), (c) 등의 부호를 붙여 식별했지만, 수가 방대해짐에 따라 현재는 "야마토 75105"(Yamato 75105, Y-75105) 등과 같이 번호로 부른다. 5자리 숫자의 앞 2자리는 발견 연도를 나타내고, 나머지 3자리는 그 해에 발견된 운석의 일련 번호를 나타낸다. 예를 들어 야마토 75105 운석은 야마토 산맥에서 1975년에 발견된 105번째 운석임을 의미한다. 마찬가지로, 아스카 기지 주변에서 발견된 운석은 Asuka(A-), Allan Hills|아란 힐스영어 주변에서 발견된 운석은 Allan Hills(ALH-)로 명명된다. 이 명명법은 공식적인 명명 규칙이 결정될 때까지 잠정적으로 국제적으로 인정받고 있다.

8. 유명한 운석

호바 운석은 지구에서 발견된 가장 큰 운석으로 나미비아에 위치하고 있다. 이 운석은 80000년 전에 떨어진 것으로 추정된다. 무게는 66톤, 너비는 약 3m이다.[107]

오르괴유 운석은 1864년 프랑스에 떨어진 유명한 운석이다. 이 운석의 표본을 조사한 결과 지구의 토양과 비슷한 탄소, 수소, 산소로 구성된 유기물이 발견되었고, 이것이 생물학적으로 기원된 것인지에 대해 1870년대까지도 큰 논란이 되었다. 1965년, 유리병에 봉인되어 있던 오르괴유 운석을 다시 조사한 결과 이 운석이 조작된 것으로 밝혀졌다. 운석 내에 석탄 가루와 식물의 씨앗을 넣어두고 용융각을 붙여 진짜인 것처럼 위장한 것이다.

남극 운석인 ALH 84001에서 발견된, 화석과 유사한 구조


앨런 구릉 84001(ALH 84001) 운석은 1984년 남극의 앨런 구릉 지역에서 발견된 운석이다. 이 운석은 화성에서 온 것으로 생각되며 1996년 화석으로 보이는 흔적이 담겨 있다고 주장되었다. 이러한 생물학적 흔적의 증거는 다음과 같다.

  • 이 운석은 방향족 탄소를 함유하고 있다.
  • 탄소 내에서 그레자이트(Fe3S4)가 발견되었는데, 이는 주자성 세균에 의해 만들어지기도 한다.
  • 지렁이처럼 생기고 크기가 20~100 nm 정도 되는 "나노화석"이 발견되었다.


그러나 이에 대한 반론도 만만치 않다. 반대 증거는 다음과 같다.

  • 방향족 탄소는 생물학적 과정이 아니어도 생성될 수 있고 성간에 풍부하게 존재하는 물질이다.
  • 탄소의 결정구조와 그레자이트의 결정구조가 일치하는데, 이것은 탄소가 결정을 이룬 후 그레자이트가 결정을 이루었다는 것을 의미한다. 즉, 그레자이트는 생물에 의해 만들어지지 않았을 것이다.
  • 현재의 관점으로, 유기체를 구성할 수 있는 최소 크기는 150 nm 정도로 생각되는데, "나노 화석"은 이보다 크기가 작기 때문에 생물이 아닐 것으로 생각된다.


그 외에 유명한 운석들은 다음과 같다.

이름발견 위치발견 연도비고
알렌데멕시코 치와와 주1969년가장 큰 것으로 알려진 탄소질 콘드라이트
앨런 힐스 A81005남극최초로 달 기원으로 밝혀진 운석
바쿠비리토 운석멕시코무게 약 18143.70kg 추정
캄포 델 시엘로아르헨티나 차코 주회수된 운석 총 무게 100톤 초과[98]
캐니언 디아블로미국메테오 크레이터와 관련
케이프 요크세계에서 가장 큰 운석 중 하나. 34톤 조각 "아니기토"는 미국 자연사 박물관 전시
기번나미비아가장 큰 산포 지대 형성
카이둔특이한 탄소질 콘드라이트
음보시 운석탄자니아16톤의 분류되지 않은 철 운석
머치슨생명 구성 요소인 핵염기 포함
노가타일본 노가타861년 5월 19일낙하 시점 정확히 추정 가능 가장 오래된 운석[99]
오르구이원시적 특성, 높은 태양전 입자 함량
시호테알린러시아1947년 2월 12일거대한 철 운석 충돌 사건
투손 링미국투손 대장장이 모루 사용, 현재 스미소니언 소장[100]
윌라멧미국미국에서 발견된 가장 큰 운석
2007년 카랑카스 충돌 사건페루2007년 9월 15일최대 4,000kg 추정 돌 운석, 지름 13미터 분화구[101]
2013년 러시아 운석 낙하 사건러시아 첼랴빈스크2013년 2월 15일17미터 지름, 10,000톤[102] 소행성 대기권 진입, 밝은 화구 생성[103]
벤치 크레이터 운석1969년아폴로 12호 수집 샘플, 소행성 파편 발견[105]
해들리 협곡 운석1971년아폴로 15호 수집 샘플, 소행성 파편 발견[105]
블록 아일랜드 운석화성오퍼튜니티 로버 발견 4개 철 운석 중 하나[106]
열 보호막 암석화성오퍼튜니티 로버 발견 4개 철 운석 중 하나[106]


  • 청룡사의 "'''염불석'''" (일본 교토시 히가시야마구)
  • 문을 들어서 왼쪽에 있는 돌 위에 놓여 있다. 폭 50cm, 길이 1m, 두께 30cm 정도의 바위로, 두드리면 "캉" 하고 금속 소리가 나는 곳으로 쇠운석으로 생각된다. 과학적 조사는 이루어지지 않았지만, 만약 이것이 쇠운석이라면 일본 최대 규모의 운석이 된다. 본당 안에도 소형 운석이 보관되어 있다. 이들이 낙하한 상황은 물론, 절에 봉납된 경위와 시기도 불명이다.
  • 카바 신전의 어신체 "'''흑석'''" (사우디 아라비아 메카)
  • 이슬람교의 성지인 메카의 카바 신전의 어신체는 원래 "달에서 온 운석"이라고 전해졌다.

9. 한국의 운석 연구

한국은 남극 운석 탐사를 통해 많은 운석을 확보하고, 활발한 연구를 진행하고 있다.

9. 1. 남극 운석 탐사

한국은 2007년부터 남극 운석 탐사 프로그램(KOREAMET)을 운영하고 있다.[120] 남극에서 발견된 운석은 국립극지연구소에서 보관 및 연구되고 있다.

9. 2. 국내 운석 연구 현황

아폴로 12호가 1969년에 수집한 Bench Crater meteorite영어아폴로 15호가 1971년에 수집한 Hadley Rille meteorite영어 등 달에서 수집한 샘플에서 소행성 파편이 발견되었다.[105]

참조

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