KIGAM 한국지질자원연구원

지질자원연, 한반도 최초 운석충돌구 발견
- 적중-초계분지, 약 5만 년 전 한반도 최초의 운석충돌로 생성 처음 규명
- 동아시아에서는 2010년 중국 슈엔 운석충돌구(Xiuyan crater) 이후 첫 발견

□ 백악기 후반에 집중적으로 발생한 운석충돌, 공룡의 대멸종과 더불어 지상 생물의 주인공으로 포유류가 등장하게 된 생물학적 거대사건이자 한반도 역사에서는 미스터리로 남아있다. 그동안 밝혀지지 않던 한반도의 운석충돌구에 대한 직접적인 증거를 한국지질자원연구원 연구진이 규명했다.

□ 한국지질자원연구원(원장 김복철, KIGAM) 국토지질연구본부 지질연구센터 연구팀은 올 1월부터 경남 합천군에 위치한 약 7km 직경의 적중-초계분지의 현장조사,분석을 실시했고 그 연구 결과를 ‘한반도 최초 운석충돌구 발견(First finding of impact cratering in the Korean Peninsula)’의 제목으로 곤드와나 리서치(Gondwana Research, 12.8., IF: 6.174)에 발표했다.

□ 적중-초계분지는 한반도 남동쪽에 위치한 약 7km 직경의 독특한 그릇모양의 지형이다(그림2). 그동안 운석충돌의 흔적이 여러 차례 발견됐으나, 직접적인 증거를 찾지 못해 국내외 지질학계의 숙원으로 남아 있었다.

□ 연구팀은 분지 내에서 깊이 142m 시추코어 조사와 탄소연대측정 결과를 통해 적중-초계분지가 운석충돌에 의해 약 5만 년 전에 생성된 한반도 최초 운석충돌구임을 밝혀냈다.

□ 연구결과, 분지 중앙의 142m 퇴적층은 크게 3개의 퇴적층서 단위로 구분됐다. △ 코어 상부(0~6.2m)에 있는 토양 및 하천퇴적층 △ 6.2~72m의 세립질 실트 점토의 엽층리를 포함하고 있는 호수퇴적층 △ 72~142m에서 발견된 충격각력암층(그림3).

□ 운석이 충돌할 때는 강한 충격파가 일어나 지하에 거대한 웅덩이를 형성한다. 이 때 발생한 충격파의 영향으로 기존 암석과 광물 속에 충격변성에 의한 흔적(shock-metamorphic effects)이 남는다. 이러한 흔적에 대한 암석학, 지구화학적 변형구조 추적으로 과거에 운석충돌이 있었는지를 판별할 수 있다.

□ 연구팀은 적중-초계분지의 퇴적층 분석을 통해 운석충돌에 의한 고유한 충격파로 만들어지는 미시적 광물 변형증거와 거시적 암석변형을 확인했다. 
 ○ 시추코어 142m 충격각력암층에서 발견된 사암의 석영광물입자에서는 충격파로 만들어진 평면변형구조가 미시적 증거로 확인됐다(그림4). 

 ○ 130m에서는 셰일암석에 충격파로 형성된 원뿔형 암석 구조(shatter cone)가 거시적 증거로 발견됐다(그림5). 특히 동아시아 지역에서는 처음으로 발견된 거시적 증거이기에 매우 의미있다고 할 수 있다.

□ 분지의 호수퇴적층 속에서 발견된 숯을 이용한 탄소연대측정 결과는 적충-초계분지의 운석충돌이 약 5만 년 전에 발생했을 가능성을 보여준다.

□ 현재 전세계에 공식적으로 인정된 운석충돌구는 200여개다. 적중-초계분지는 동아시아 지역에서는 2010년에 발표된 중국의 슈엔 운석충돌구(Xiuyan crater) 이후로 2번째이다.

□ 제1저자인 임재수 박사는 “그동안 지질학계의 미스터리로 남아있던 적중-초계분지가 한반도 최초 운석충돌구로 확인돼 연구자로서  보람을 느낀다”고 말하며, “앞으로 추가 연구를 통해 적중-초계분지의 운석충돌 시기에 대한 정확하고 명확한 규명을 위해 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

□ 한국지질자원연구원 김복철 원장은 “코로나19 등 현장 조사의 열악한 상황 속에서도 한반도 최초 운석충돌구 적중-초계분지 규명이라는 훌륭한 연구 성과를 올려준 연구자들에게 감사의 말씀을 전한다”고 말하며, “국가가 꼭 필요로 하는 연구, 국민이 원하는 정보 제공에서 더 나아가 대한민국의 지구과학 연구역량을 높이며 세계로 뻗어나가는 K-Geoscience를 목표로 KIGAM 모든 연구자가 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

□ 한편, 적중-초계분지의 운석충돌구 직경을 4km로 가정하면, 직경 약 200m 크기의 운석이 떨어진 것으로 볼 수 있다. 이 때 발생하는 에너지는 1,400MT(메가 톤, TNT 단위)에 해당하는데 1980년 세인트헬렌스 화산 폭발 당시 발생한 총에너지와 맞먹는다.