‘페르세우스 유성우’ 계기로 본 운석 충돌 가능성·영향

지난 12일 밤부터 13일 새벽까지 150여개의 페르세우스 유성우(별똥별)가 떨어지는 장관을 볼 수 있다는 소식에 많은 사람이 뜬눈으로 밤을 새웠다. 그렇지만 빛공해가 심한 도심에서 별똥별을 기다렸던 사람들은 기대만큼 실망감도 컸다. 유성우는 혜성이나 소행성의 찌꺼기들이 비처럼 떨어지는 현상이다. 태양을 중심으로 타원형 궤도를 그리며 도는 혜성이나 소행성은 지구 안쪽 궤도를 지나갈 때 많은 물질을 남긴다.

암석이나 금속성 부스러기인 이 물질들은 지구 중력에 이끌려 초속 10~70㎞의 속도로 대기권으로 진입한 뒤 대기와의 마찰로 타오르면서 100㎞ 상공부터 빛을 내기 시작한다. 일반 유성보다 훨씬 밝은 빛을 내는 유성을 ‘화구’(fireball)라고 한다. 대기 중에서 큰 소리를 내면서 폭발하거나 완전히 타지 않고 지상에 떨어져 운석이 되기도 한다. 2013년 2월 15일 러시아 첼랴빈스크 인근에 떨어진 ‘첼랴빈스크 유성’은 지름 19m 크기로 수많은 건물을 부수고 1500명의 부상자를 내기도 했다.

●운석 충돌하면 지구 전체에 산성비

유성도 이 정도의 피해를 가져오는데 소행성이나 혜성이 지구로 날아든다면 어떻게 될까.

1994년 7월 중순 슈메이커레비9 혜성이 목성과 충돌했다. 목성의 중력권에 들기 전 여러 조각으로 나뉘어 떨어졌는데도 가장 큰 것의 위력이 TNT 600만 메가톤(Mt)급에 이르렀다. 지구에 있는 모든 나라의 폭탄을 동시에 폭파시킨 것의 600배 이상에 해당된다. 충돌 후 화구는 목성 상공 3000㎞까지 솟아올라 소형 망원경으로도 관측이 가능했을 정도였다. 목성에 떨어진 규모로 혜성이 지구와 충돌할 경우 현재 지구에 살고 있는 모든 생물이 절멸한다.

혜성이나 소행성의 충돌이 지구에 미칠 수 있는 대표적인 영향은 충격파, 해일, 전자기적 변화, 대기 중으로의 물질 유입 등이지만, 충돌 결과는 소행성의 크기와 충돌 속도에 따라 복잡한 형태로 나타난다.

소행성의 대기권 진입 속도는 초속 15~30㎞, 혜성은 초속 75㎞ 정도로 대기권에서 강력한 충격파가 발생해 천체와 주변 대기를 고온으로 가열시켜 공중 폭발을 일으키고 순간적으로 엄청난 에너지가 방출돼 광범위한 지역을 초토화시킬 수 있다.

바다에 떨어질 경우는 바다 깊숙이 크레이터(충돌 구덩이)를 만들고, 이 크레이터가 빠른 속도로 주변의 바닷물로 채워지면서 해수면의 급격한 하강과 함께 지진해일(쓰나미)을 일으킬 것으로 예상된다. 지름 400m의 천체가 태평양이나 대서양에 떨어질 경우 인접한 모든 해안에 10m 높이의 쓰나미를 일으킨다는 연구 결과도 나와 있다. 전자기 교란은 천체의 충돌로 강력한 에너지를 발생시켜 이온층을 교란시킴으로써 각종 전자 장비와 관련한 시설에 심각한 타격을 입히게 된다.

운석이 충돌하면 대기도 변화시킨다. 운석 충돌로 발생하는 엄청난 열로 인해 대기 중의 산소와 질소가 연소되면서 질산화물이 만들어진다. 이 대기 중의 질산화물은 산성비로 이어지고, 결국 수증기와 이산화탄소가 급증하면서 짧은 기간 동안 온실효과가 발생한다.

지구와 충돌할 수 있는 혜성은 태양계 최외곽부에 자리잡고 있는 오르트 구름대나 카이퍼 벨트에 있는 것들로 얼음과 먼지 덩어리로 이뤄져 있는 평균 지름 10㎞ 안팎이다.

●소행성 파괴·궤도 변경 기술은 없어

소행성은 목성 궤도나 목성과 화성 사이 소행성대라고 불리는 곳에 주로 존재하며 고유한 궤도를 갖고 태양 주위를 공전하는데 행성의 중력이나 소행성들 간 궤도가 변하는 경우가 많다. 특히 지구 주변엔 현재 수많은 소행성이 날아다니고 있는데 국제천문연맹에 등록된 지구와 충돌 가능성이 높은 근지구소행성(NEAs)만 9400여개로 알려져 있다. 과학자들은 지름 400m짜리 소행성 하나가 30년 내에 지구에 근접할 것으로 예상하고 있다.

미국 항공우주국(NASA)이 다음달 8일 소행성 ‘베누’를 탐사하기 위한 무인 탐사선 ‘오리시스렉스’를 발사하는 것도 이 때문이다. 40억년 전 만들어진 소행성인 베누는 150년 주기로 지구에 근접하는데 과학자들이 계산한 지구와의 충돌 확률은 2700분의1이다. 오리시스렉스는 베누에서 샘플을 채취해 2023년 지구로 귀환할 예정이다.

전문가들은 “현대 과학이 소행성의 비밀에 대해 많은 것을 밝혀내기는 했으나 아직까지는 영화에서처럼 소행성의 궤도를 바꾸거나 파괴하는 기술은 없다”고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr