[뉴스스페이스=김시민 기자] 중국 창어 6호 임무를 통해 인류 최초로 달 뒷면 남극-에이트켄(South Pole–Aitken, SPA) 분지에서 채취한 토양 샘플을 분석한 결과, 미세한 결정질 적철석(α-Fe₂O₃)과 마그헤마이트(γ-Fe₂O₃)가 처음으로 확인되어, 달이 완전히 산소가 부족하다는 기존의 과학적 통념에 큰 도전이 됐다.

이 연구는 2025년 11월 14일자 Science Advances에 게재됐으며, 강력한 소행성 충돌이 가혹한 우주 진공 환경에서도 순간적으로 산화 조건을 유발한다는 직접적인 증거를 제공한다.​

Science Advances, 중국과학원 지구화학연구소, 산둥대학교, Phys.org, Science.org, MoonDaily, SpaceDaily에 따르면, ​

중국과학원 지구화학연구소와 산둥대학교 연구팀은 SPA 분지에서 채취한 약 1.9kg의 달 토양 샘플에서 마이크론 크기의 적철석과 마그헤마이트 입자를 고해상 전자현미경, 전자 에너지 손실 분광법, 라만 분광법 등을 활용해 철저히 분석한 결과, 지구 내 오염 가능성을 배제하고 원산지가 달임을 확인했다.​

이들의 연구는 충격 생성 산화철 형성의 새로운 메커니즘을 제시한다. 구체적으로, 대형 충돌로 인한 엄청난 고온이 달에서 흔한 광물인 트로일라이트(troilite, FeS)의 탈황반응을 유발, 철 이온이 방출되고 이들이 순간적으로 형성된 산화 환경 하에서 기상 상태로 산화되어 적철석으로 침전됐다는 것이다. 이런 적철석은 자성 광물인 자철석과 마그헤마이트와 공존하며, 이 과정은 과거 충돌 이벤트를 통해 달의 광물 진화에 깊은 영향을 미친 것으로 해석된다.​

이번 창어 6호 임무는 2024년 6월 달 뒷면에서 1935.3g의 샘플을 성공적으로 지구로 반환한 첫 사례이며, 이전 창어 5호가 달 앞면에서 가져온 샘플을 통해 아미크론 크기 자철석과 충돌 유리 내 Fe³⁺의 존재로 국부 산화 환경이 존재할 가능성을 시사했던 것과 달리, 이번에는 결정질 적철석의 명확한 존재가 확인되어 달 산화 연구에 한 획을 그었다.​

더욱이 이번 발견은 달의 자기장 이상 현상에 대한 해석에도 유의미하다. 특히 SPA 분지 북서부에서 관측되는 강력한 자기 이상 현상은 충격으로 생성된 산화철과 자성 광물의 존재와 밀접한 관련이 있다. 연구팀은 산화 과정과 자성 운반체의 형성 간 상관관계가 이러한 자기장 이상의 운반체와 진화사를 해명하는 데 핵심적인 시료 기반 증거를 제공한다고 밝혔다. 이는 달의 자기장 형성 및 진화, 나아가 대형 충돌 메커니즘과 천체 진화 이해에 심도 있는 통찰을 제공한다.​

이번 연구는 달이 단순히 무산소 환경이 아닌, 거대한 충돌 사건을 통해 순간 산화 환경과 희귀 광물 형성이 가능했다는 점을 입증함으로써, 향후 달 탐사와 행성 과학 연구의 새로운 이정표가 될 전망이다.