40억년전 두 개의 달이 충돌하는 장면을 재구성해 그린 그림. 작은 달이 큰 달에 충돌하고 있다.

지구 주위에는 원래 달이 두 개 있었지만 어느날 둘이 합쳐져 지금의 달이 된 것으로 보인다는 최신 연구가 발표됐다.

UC샌타크루즈와 스위스 베른대학 연구진은 네이처지에 실린 연구 보고서에서 달의 양면이 너무도 다른 것은 바로 이 때문일 것이라고 주장했다.

지난 1959년 옛 소련의 우주선 루나 3호가 처음으로 촬영한 달의 모습이 공개된 이후 지구에서는 보이지 않는 달의 뒷면은 풀리지 않는 궁금증의 대상이었다.

최근에야 밝혀진 달의 뒷면은 지구에서 보는 앞면과는 판이한 모습이다. 예를 들어 앞면은 `마리아’(`바다’를 뜻하는 라틴어)라고 불리는 광활한 화산석 들판으로 덮여 있지만 뒷면에는 마리아가 몇 개 되지 않는다. 또 앞면의 지형은 대부분 낮고 평평하지만 뒷면은 앞면보다 평균 고도가 1.92㎞ 높고
3,0000m가 넘는 산도 많다.

연구진은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 두번째 달이 큰 달과 충돌하면서 빈대떡같이 납작해진 채 달라붙었을 것이라는 단서를 얻었으며 이는 달의 두 면이 어째서 그처럼 다른지를 설명해 주는 것이라고 말했다.

이들의 계산에 따르면 태양계 탄생 초기인 약 44억년 전 지구와 화성만한 천체가 충돌하면서 떨어져 나간 물질로 오늘날의 달 뿐 아니라 지름이 1,200㎞로 달의 3분의1, 질량은 4%에 불과한 또 하나의 작은 달이 만들어졌을 가능성이 제기됐다.

연구진은 지구와 달의 중력 이끌림이 균형을 이루는 이른바 라그랑주 포인트에 자리잡은 제2의 달이 수천만년동안 안정된 위치에 머물러 있었으나 달의 궤도가 점점 확대되자 이런 균형이 깨지면서 시속 7,200~1만800㎞의 비교적 느린 속도로 달과 충돌했을 것으로 보고 있다.

이처럼 느린 충돌로 달에는 운석공이 형성되는 대신 제2의 달을 구성하는 물질들이 수십㎞ 두께로 덮이게 됐다는 것이다.

연구진은 “지구-거대 천체간 충돌로 제2의 달이 생겼고 안정된 자리에서 1천만~1억년 동안 머무르다가 달과 충돌해 흔적을 남겼을 것이라는 가정은 전적으로 타당성이 있다”고 강조했다.

아직 덜 굳은 천체들을 치즈덩어리에 비유한다면 커다란 체다 치즈 덩어리에 그보다 작은 그뤼에르 치즈 덩어리가 충돌해 한 덩어리가 된 셈이다.

이들은 또 두 달의 충돌로 달 뒷면 지형이 바뀌었을 뿐 아니라 얇은 지각으로
덮여있던 달 내부의 마그마 바다가 앞면으로 밀려 나왔을 것이라고 추측했다.

달의 앞면에만 인(燐)과 희토류 금속, 방사성 칼륨, 우라늄, 토륨이 몰려 있는 현상이 이로써 설명이 된다는 것이다.

달의 양면에 나타나는 판이한 지형을 설명하기 위해 학자들은 지금까지 많은 가
설을 제시해 왔고 대표적인 것은 지구의 인력이 달 내부의 마그마에 작용해 조
석열을 일으켜 이 때문에 지질학적 활동이 활발해졌을 것이라는 가설이다.

과학자들은 지난 2009년부터 활동중인 미항공우주국(NASA)의 달 궤도 탐사선 LRO의 자료와 오는 9월 발사될 달 중력장 탐사선 GRAIL이 보내올 고해상도 자력장 지도가 궁금증을 어느 정도 해결해 줄 것이며 언젠가 달 뒤편에 유인탐사선을 보내 표본을 가져온다면 더욱 확실한 답을 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다.