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우리에게는 다행하게도 태양계가 만들어지던 당시에 일어난 사건들이 기록된 암석들이 있다. 그 암석들 중 일부가 오늘날까지 살아남았다. 이 암석들은 우리 근방의 우주 공간에서 가장 오래된 물체들이다. 아직도 그 답을 알아내지 못한 질문이 많이 있긴 하지만, 우리는 지질학 언어와 과학의 도구를 사용해 이 암석들이 초기 태양계에 대해 말해 주는 이야기를 아주 자세히 이해하게 되었다. 이 이야기를 알아내는 과정에서 우리는 태양계와 행성들과 결국에는 우리 자신의 기원을 알게 되었다. 그런데 이 암석들은 원래 지구에 있던 것이 아니다. 이것들은 하늘에서 떨어진 암석으로, 우리는 그것을 운석이라 부른다.

하늘에서 떨어진 암석,
태양계의 생성과 변천을 기록하다

운석이 간직하고 있는 우주의 비밀

우주를 떠돌아다니다가 지구로 떨어지는 암석은 뜨거운 온도로 가열된다. 대부분은 대기권을 통과하는 동안 완전히 타서 사라지지만, 일부는 살아남아 지표면에 도달한다. 이것이 바로 <운석>이다. 지금까지 전 세계에서 발견된 운석은 대략 6만여 개이다. 그 수가 많은 편은 아니지만, 운석은 태양계의 생성과 변천 등을 연구할 수 있는 귀중한 재료로 인정받고 있다. 왜냐하면 태양계가 탄생할 무렵에 만들어진 이래 거의 변하지 않았기 때문이다. 지구의 암석이 오랜 시간에 걸쳐 수많은 영향을 받아 변할 수밖에 없었던 것과는 대조적이다. 그래서 운석은 태양계 초기의 역사를 밝히는 데 아주 큰 역할을 한다.
이 책의 저자인 팀 그레고리는 영국에서 암석에 대한 지식을 활용해 운석을 연구하고 있다. 특히 운석의 지질학적, 화학적 조성을 자세히 분석하고, 그 내용을 바탕으로 태양계가 생성될 무렵에 펼쳐진 사건들을 조사한다. 그는 이 책에서 운석의 종류와 기원, 특징을 설명할 뿐만 아니라 운석 연구의 과거와 현재, 미래까지 소개하며, 놀라운 과학적 사실과 흥미진진한 이야기를 엮어 명료하게 전한다. 우주를 탐험하는 신비로운 여정은 우리 모두에게 태양계, 지구, 그리고 인간의 이야기에 몰입할 기회를 준다. 국내에서 운석에 관해 이토록 전문적이고 다채롭게 소개한 적이 거의 없었다. 그렇기 때문에 이 책은 대단히 중요하고 의미 있는 대중 과학서가 될 것이다.

우리에게는 다행하게도 태양계가 만들어지던 당시에 일어난 사건들이 기록된 암석들이 있다. 그 암석들 중 일부가 오늘날까지 살아남았다. 이 암석들은 우리 근방의 우주 공간에서 가장 오래된 물체들이다. 아직도 그 답을 알아내지 못한 질문이 많이 있긴 하지만, 우리는 지질학 언어와 과학의 도구를 사용해 이 암석들이 초기 태양계에 대해 말해 주는 이야기를 아주 자세히 이해하게 되었다. 이 이야기를 알아내는 과정에서 우리는 태양계와 행성들과 결국에는 우리 자신의 기원을 알게 되었다. 그런데 이 암석들은 원래 지구에 있던 것이 아니다. 이것들은 하늘에서 떨어진 암석으로, 우리는 그것을 운석이라 부른다. _본문 중에서


운석이 말해 주는 것들

운석은 가장 인간적이고 근원적인 질문, 다시 말해 <우리는 어디에서 왔는가?>에 대한 답을 향해 나아갈 수 있는 출발점을 마련했다. 운석을 채집해 분석함으로써, 지구의 나이가 45억 년이 조금 넘는다는 사실을 밝혀낸 것이다. 1956년 미국의 지구 화학자 클레어 캐머런 패터슨이 철질 운석의 시원 납을 분리하는 작업 끝에 질량 분석기로 그 동위 원소 조성을 측정했다. 측정 장비에서 수치들이 나왔고 그것들을 경이로운 방정식에 대입한 결과, 지구의 나이를 도출할 수 있었다. 물론 복잡한 과정을 거쳐야 했지만, 운석에서 그런 엄청난 사실을 발견한 것은 과학이 거둔 성과이다.
그 외에도 운석은 아주 오래전에 태양계는 어떤 모습이었는지, 우리의 행성은 어떻게 형성되었는지, 그리고 그 위에서 생명은 어떻게 생겨났는지 등 여러 수수께끼를 풀어낼 수 있는 단서를 제공한다. 과학의 발전과 더불어 더 많은 정보를 제공할 것이 분명하다. 운석을 낱낱이 탐구하고 있는 이 책을 통해 아주 멀리 있는 곳으로부터 온 운석이 얼마나 큰 가치를 지니고 있는지, 또 우리 존재의 근원과 얼마나 밀접한 연관이 있는지 알게 될 것이다.

우리는 지구 이야기를 거꾸로 거슬러 올라가면서 발밑의 깊은 곳에서부터 하늘 높은 곳까지 그 이야기를 추적했다. 다른 세계들에서 출발해 행성 간 공간을 가로지르며 펼쳐진 암석 이야기에 해당하는 운석은 그 첫 장을 들려준다. 우주에서 날아온 이 암석들은 우리를 지구의 어떤 암석보다 더 오래된 과거로 데려가면서 태양계와 태양계를 이루는 세계들의 초기 역사를 들려준다. 이것은 우리 자신의 이야기 중 일부이기도 하다. …… 우리는 현미경을 들여다보면서 수 광년에 걸쳐 기록된 이야기를 발견했고, 가장 큰 시간 척도에 맞닥뜨리게 되었다. 그 이야기는 지금도 계속 펼쳐지고 있다. 암석의 빈 서판에는 미지의 미래로 나아가는 길이 기록될 것이다. 새로운 암석에 새로운 이야기들이 새겨지고 새로운 역사가 기록될 것이다. _본문 중에서

최신 연구를 바탕으로, 역사적이고 과학적인 일을 다채로운 태피스트리처럼 엮었다. ─ 『네이처』

이 책은 <보물>이다. 지금까지 찾은 최고의 과학적 답변이 여기에 있다. ─ 『월 스트리트 저널』

윤성철(서울대학교 물리천문학부 교수)
우리 각자가 살아온 삶의 이야기는 사람과 나무와 같이 생명체라고 분류된 것들에서만 찾을 수 있는 것이 아니다. 따분해 보이는 길거리의 돌멩이에도, 바닷가의 모래에도, 높이 솟아 있는 바위에도 46억 년에 가까운 지구의 역사가 새겨져 있다. 차갑고 어두운 우주 공간을 떠돌아다니다가 지구에 떨어지면 운석이라 불리곤 하는 소행성은 특별한 이야기를 숨기고 있다.
소행성은 태양계의 탄생과 더불어 만들어졌다. 다양한 지각 활동을 겪은 지구 표면의 물질은 원시 태양계의 특성을 잃어버린 지 오래지만, 소행성의 일부는 원시 태양계의 모습을 비교적 잘 간직하고 있다. 여기서 우리는 태양계 생성의 비밀을 찾을 수 있다. 소행성은 더 나아가 생명의 기원에 관해서도 많은 단서를 제공할 수 있는 중요한 천문학적 연구 대상이다. 어떤 소행성에서는 단순히 철, 니켈과 같은 금속뿐 아니라 생명에 필수적인 다양한 분자들도 발견된다. 물 분자를 비롯해 아미노산의 기본 형태인 글리신이 그 대표적인 예이다. 지구 역사의 이른 시기에는 소행성과의 충돌이 상대적으로 매우 빈번했다. 이를 통해 전달된 복합 유기 분자들은 생명의 씨앗 역할을 했을 것이라 추정된다.
오늘날 우리는 소행성과의 충돌이 가져올 죽음을 두려워하지만, 이런 재앙적 충돌이 없었다면 지구의 생명과 인간은 여기 존재하지 못했을 것이다. 소행성은 하고 싶은 이야기들이 이렇게나 많다. 과학자들은 주의 깊게 그 이야기를 들어 주었고, 이제 그 모든 내용이 이 책에 기록되어 있다.

머리말 암석에 새겨진 이야기

1장 하늘에서 떨어진 암석
2장 운석의 종류와 기원
3장 가스에서 먼지로, 먼지에서 세계로
4장 금속과 용융된 암석으로 이루어진 구
5장 우주 퇴적물
6장 하늘에서 쏟아지는 불비
7장 현미경 아래의 별들
8장 스타-타르
9장 붉은 행성의 파편
10장 하늘에서 떨어진 재앙

후기 이야기는 계속된다
부록 1 유성우
부록 2 영국의 운석
감사의 말
주
추천의 말
찾아보기

운석으로부터 그것이 유래한 소행성에 대해 세부적인 사실을 많이 알게 되었고, 그 결과로 소행성은 하늘에서 별처럼 보이는 희미한 빛의 점에 불과한 존재에서 어엿한 세계(천체)로 변했다. 소행성은 각자 자신만의 독특한 역사와 이야기를 지닌 세계이다. 소행성에는 태양계 역사의 첫 장에 해당하는 이야기와 행성계를 만드는 방법과 새로운 세계를 만드는 데 필요한 성분이 기록되어 있다. ─ 52면

각 운석이 지닌 독특한 지질학적 특성에는 그 운석이 기원한 소행성의 종류가 반영되어 있다. 소행성은 크게 용융된 소행성과 용융되지 않은 소행성의 두 집단으로 나눌 수 있다. 운석의 종류도 바로 이 방식에 따라 크게 두 집단으로 나누는데, 용융되지 않은 소행성에서 유래한 운석을 〈콘드라이트chondrite〉, 용융된 소행성에서 유래한 운석을 〈아콘드라이트achondrite〉라고 부른다. ─ 103면
철질 운석 속의 납 동위 원소 조성을 측정함으로써 원자시계의 출발점을 알 수 있고, 소행성의 나이를 계산할 수 있다. 그 나이는 지구와 다른 행성들의 나이와 대략 비슷하다. 이것은 정말로 믿기 힘든 개념이다. 우주에서 화염에 휩싸여 떨어진 금속 암석 속의 납 동위 원소 조성처럼 불가사의해 보이는 것을 측정함으로써 지구의 나이 ─ 이야기, 우리의 이야기가 시작된 시간 ─ 를 계산할 수 있다니! ─ 148~149면

별들이 태어나는 장소인 성간 공간은 별들이 죽어 가는 장소이기도 하다. 거대한 별은 극적인 폭발로 짧은 생애를 마무리 짓는데, 태양계는 이런 운명을 맞이한 별들 근방에서 생겨났다. 콘드룰 먼지 덩어리를 급속 가열한 것은 가까운 별의 폭발에서 나와 원시 행성 원반을 지나간 충격파였을 가능성이 있다. 만약 이것이 사실이라면, 별의 죽음은 행성들의 탄생을 촉발한 셈이다. ─ 178면

분명히 〈살아 있지〉 않은 무생물 원자들─ 탄소, 산소, 수소, 그리고 그 밖의 여러 원소 ─ 이 어떻게 서로 합쳐져 우리처럼 분명히 〈살아 있는〉 생물을 만들어 냈을까? 그렇게 단순한 시작 ─ 원시 행성 원반에서 빙빙 돌던 가스와 먼지 구름─ 으로부터 어떻게 화학 물질들이 의식을 얻어 행성에서 살아 있는 부분이 되었을까? 간단하게 말해서, 생명은 언제 어디서 어떻게 나타났을까? 맨 처음에 무생물 화학 원소들을 살아 있는 생명체로 바꾼 과정을 공식적으로 〈자연 발생abiogenesis〉이라고 부른다. ─ 229~230면

셔고티군 운석과 나클라군 운석, 샤시니군 운석은 〈화성 운석Martian meteorites〉으로 이름이 바뀌었다. 이 운석들은 어느 정도 확신을 가지고 그 부모 천체를 지목할 수 있는 극소수 운석 집단 중 하나로 남아 있다. 또 다른 운석 집단으로는 달에서 날아온 달 운석이 있다. 소행성 베스타에서 날아왔을 가능성이 높은 HED 운석군조차 이 특정 소행성과 연결 지을 수 있는 증거는 정황 증거밖에 없다. 이 말은 지금까지 과학계에 알려진 6만여 개의 운석 중 확신을 가지고 부모 천체와 연결 지을 수 있는 운석이 650여 개(이 글을 쓰고 있는 현재 400여 개는 달 운석, 250여 개는 화성 운석)밖에 없다는 뜻이다. ─ 269~270면

지난 100년 사이에 우주에서 날아온 자연 물체 중 가장 컸던 첼랴빈스크 운석은 즉각 국제적인 뉴스가 되었다. 그 난리를 일으킨 범인은 초속 20킬로미터로 날아온 7층짜리 건물만 한 크기의 정상 콘드라이트였다. 이 암석은 지구의 상층 대기권에 진입하자마자 즉각 그 속도가 줄어들기 시작했다. 무게가 1만 2,000톤으로 어른 코끼리 3,000마리와 맞먹는 이 암석은 대기권을 가르며 날아오다가 지상에서 30킬로미터 높이에 이르렀을 때 산산이 쪼개지고 말았다. 그와 함께 거대한 폭발이 일어났다. 이 폭발에서 방출된 에너지는 1945년에 히로시마에 투하된 원자 폭탄 30개에서 방출된 것보다 많았다. 폭발의 충격파는 약 1,000명의 첼랴빈스크 주민을 다치게 한 뒤에 지구 전체로 퍼져 갔다. ─ 306면