[뉴스스페이스=김정영 기자] 아폴로 우주비행사들이 달에서 채취한 토양 샘플 분석 결과, 지난 40억 년간의 운석 충돌이 지구 해양의 물을 공급한 양은 전체의 극히 일부에 불과한 것으로 밝혀졌다.

NASA 존슨 우주센터와 달·행성연구소(LPI) 소속 박사후연구원 토니 가르가노(Tony Gargano) 박사가 이끈 연구팀은 삼중 산소 동위원소 분석을 통해 달 표토층(regolith)의 최소 1% 질량이 탄소가 풍부한 운석 물질로 구성된 사실을 확인했다.

이 분석은 Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS)에 2026년 1월 20일 게재된 논문에서 발표됐으며, 지구의 지각 활동과 기상 현상으로 고대 충돌 기록이 대부분 소실된 반면 달의 표토층은 수십억 년간의 연속 기록을 보존하고 있다는 점을 활용했다.

pnas, science.nasa, universetoday, eurekalert, astrobiology에 따르면, 연구팀은 전통적인 금속 친화성 원소 분석의 한계를 넘어 산소—암석 질량 기준으로 가장 풍부한 원소—의 고정밀 삼중 동위원소 '지문'을 이용해 운석 물질 신호와 충돌 기화 효과를 명확히 분리했다.

가르가노 박사는 "달 표토층은 수십억 년 동안 지구 주변에 충돌한 물체의 시간 누적 기록을 해석할 수 있는 몇 안 되는 장소"라며 "산소 동위원소 지문을 통해 무수히 녹고 기화된 혼합물에서 충돌체 신호를 추출할 수 있었다"고 설명했다. 구체적으로, 표토층 1% 질량의 운석 물질을 기반으로 계산한 결과 지난 40억 년간 지구에 공급된 누적 물량은 지구 해양 전체(약 13억8600만 km³)의 '작은 퍼센트'에 그쳤으며, 지구의 더 큰 표면적과 충돌률(달 대비 약 20배)을 감안해도 지배적 공급원이 되기 어렵다는 결론을 내렸다.

공동저자 저스틴 사이먼(Justin Simon) NASA 우주물질연구·탐사과학(ARES) 부서 행성과학자는 "운석이 물을 전혀 전달하지 않았다는 게 아니다. 다만 달의 장기 기록이 후기 운석 공급이 지구 해양의 주요 원천일 가능성을 크게 제한한다"고 강조했다.

이는 지구 물의 기원이 태양계 초기 형성 단계에서 이미 포함된 내생적(internal) 원천이라는 가설을 강화한다. 실제로 2020년 Science지에 발표된 연구는 지구 구성과 유사한 엔스타타이트 콘드라이트(enstatite chondrite) 운석이 지구 해양 질량의 최소 3배에 해당하는 수소를 함유한 것으로 밝혔으며, 2025년 4월 옥스퍼드대 연구도 이를 뒷받침했다.

국제 매체들도 이 연구를 대대적으로 보도하며 지구 기원론의 패러다임 전환을 전망했다. Universe Today는 "아폴로 샘플이 후기 중력 충돌(Late Heavy Bombardment, 41~38억년 전) 시 운석 공급 한계를 명확히 보여준다"고 평가했으며(PRNewswire), EurekAlert는 "달 토양의 산소 동위원소 오프셋(offsets)이 충돌체 유래 물질 최소 1%를 증명"했다고 상세히 전했다.

글로벌 과학 커뮤니티에서도 "지구-달 시스템의 휘발성 물질 배송 상한선(upper bounds)"으로 주목받고 있다.

이 연구는 6개 아폴로 착륙지(달 적도 지구면 쪽) 샘플에 한정됐으나, 내년 예정된 아르테미스 III 유인 착륙(남극 영구 음영 지역)이 새로운 단서를 제공할 전망이다. 가르가노는 "아폴로를 훈련받은 차세대 과학자로서 아르테미스 샘플이 태양계 내 우리 위치를 재정의할 것"이라고 기대를 밝혔다. 달의 남극 얼음 자원은 지구 해양 규모는 아니나 탐사 자원으로 유의미하며, 이는 NASA의 지속적 달 탐사 전략을 뒷받침한다.