지난 1951년 호주의 한 작은 금광 마을 웨더번(Wedderburn)에서 운석이 발견됐다.

이 운석은 210g 크기로 짙은 느낌의 검고, 붉은 광채를 띠고 있었다. 세계 과학자들로부터 큰 관심을 불러일으켰고 그 안에 어떤 광물질이 들어 있는지 분석이 진행됐다.

과학자들은 검고 붉은 모습의 이 돌덩어리를 ‘웨더번 운석(Wedderburn meteorite)’이라고 명명한 후 이 운석이 어떻게 형성됐으며, 어디서 왔는지 알아내기 위해 그 안에 들어 있는 광물질들을 분석하기 시작했다.

운석에 있는 물질, 지구 광물로 변신 

3분의 2가 조각조각 나눠져 분석에 사용될 정도로 다양한 곳에서 많은 연구가 진행됐다.

26일 ‘사이언스 얼러트’에 따르면 분석을 완료할 수 있었던 것은 최근 들어서다. 생소한 광물질의 결정구조를 마침내 판독할 수 있었기 때문이다.

광물학에서 결정구조를 판독하는 일은 매우 중요한 과정이다. 같은 물질로 생성됐다 하더라도 결정구조에 따라 다이아몬드와 흑연 등으로 매우 다른 모습을 띠기 때문.

새로운 결정구조와 관련, 캘리포니아 공과대학(Caltech) 지구‧행성과학부와 UCLA 연구진은 지난 8월 28일 광물학분야 권위지인 ‘아메리칸 미네랄로지스트’에 ‘Edscottite, Fe5C2, a new iron carbide mineral from the Ni-rich Wedderburn IAB iron meteorite’이란 제하의 논문을 게재했다.

연구진은 논문을 통해 우주 어딘가에서 자연적으로 발생한 광물질을 판독하는데 성공했으며, 그 이름을 ‘에드스코타이트(Edscottite)’로 명명했다고 밝혔다.

연구를 이끈 치 마(Chi Ma) 교수에 따르면 이 광물질은 탄화철(iron-carbide)로 지구에서 결코 볼 수 없는 형태를 지니고 있었다.

탄화철이란 철과 탄소가 결합한 탄화물로, 고온의 강철 속에 생긴다. 분포와 형상에 따라 강도가 다르고, 광택과 강도, 취성과 자성 등에 차이를 보인다. ‘에드스코타이트’가 지구와 매우 다른 우주 환경에서 생성됐음을 말해주는 것이다.

과학자들은 이 연구 결과에 따라 ‘웨더번 운석’이 카마사이트(kamacite), 슈라이베르사이트(schreibersite), 타에나이트(taenite), 트로이라이트(troilite), 그리고 ‘에드스코타이트’로 구성돼 있다는 사실을 확인할 수 있었다.

이로써 1951년 시작된 붉고 검은 광채의 ‘웨더번 운석’의 정체가 68년 만에 모두 밝혀진 것이다.

연구 결과에 따라 광물질을 관할하는 임무를 맡고 있는 국제광물학협회, IMA(International Mineralogical Association)는 ‘에드스코타이트’를 새로운 광물질로 채택했다. 우주에서 생성된 광물질이 지구에서 인공생산이 가능한 광물질로 승인받은 것이다.

IMA 승인으로 산업계 인공 생산 가능해     

과학적으로 ‘에드스코나이트’의 발견은 매우 중요한 의미를 지니고 있다.

연구를 참관한 호주국립대학의 행성과학자 지오프리 보닝(Geoffrey Bonning) 교수는 “고대 행성의 중심부에서 고열과 고압을 받던 행성이 견디지 못한 채 폭발해 수많은 운석으로 분해돼 우주로 분산됐을 것”이라고 말했다.

교수는 “분산된 운석 중 하나가 지구에 날라 왔으며, 그 성분 중의 하나가 ‘에드스코나이크’였다.”고 설명했다.

연구를 지켜본 하와이 대학의 운석 및 우주화학자 에드워드 스콧(Edward Scott) 교수가 특히 강조하고 있는 것은 ‘에드스코나이트’의 형성 과정이다.

캘리포니아 공과대학 논문에서 설명하고 있는 것처럼 물질의 원자 형성 과정에서 결정구조를 구조적으로 결정할 수 있다는 것은 우주가 아닌 지구에서 같은 광물질의 생성이 가능하다는 것을 말해주기 때문.

광물질을 관할하는 임무를 맡고 있는 국제광물학협회(IMA) 규정에 따르면, 자연에서 채취한 실질적인 광물이 아니면 어떤 광물질에도 공식적인 명칭을 부여할 수 없다.

그러나 칼테크와 UCLA 공동 연구 결과로 운석에서 발견한 새로운 광물질의 자연적(구조적) 생성이 가능하다는 사실이 밝혀지면서 IMA에 의해 광물질 등록이 가능해졌고, 또한 사람에 의한 ‘에드스코나이트’ 생산이 가능해졌다.

관계자들은 탄화철인 ‘에드스코나이크’가 철과 탄소가 결합한 탄화물인 만큼 후속 연구가 진행될 경우 10년 안에 인조 광물질 생성이 가능하고, 산업계에서는 새롭게 개발된 용도에 따라 다양한 활용이 가능하다고 내다봤다.

호주 빅토리아 박물관의 책임 큐레이터인 스튜어트 밀스(Stuart Mills) 씨에 의하면 박물관에는 모두 50만여 종의 광물질이 보관돼 있지만 그중 자연적으로 생성된 광물질은 6000종에 불과하다.

이는 자연에서 생성된 광물질을 기반으로 인공적으로 다양한 광물질이 만들어지고 있다는 것을 말해주는 것이다.

그런 만큼 운석을 통해 새로운 광물질이 발견됐다는 것은 지구에서 새로운 광물질을 다양하게 만들어낼 수 있다는 가능성을 예고하고 있다.