소행성 충돌한다면?

모든 생물이 멸종합니다.



태평양에 떨어지면 높이5km의 파도가 시속 1600km 정도의 속력으로 육지로 옵니다.



또 육지와 충돌하면 원자폭탄150만개와 맞먹는 충격이 생깁니다. 그와동시 1조 톤에 다다르는

먼지들이 5천년 동안 공중에 떠 있습니다. <공룡 멸망 당시>



위와 비슷 할 것임니다.



<지구환경>



지구대기에 진입한 유성체(또는 천체) 가운데 상당수는 상층대기에서 폭발을 일으키거나, 공기 분자와의 마찰열 때문에 불타 없어진다. 과거 수 십 억년 동안 지구대기는 이처럼, 외계에서 날아오는 물체로부터 지표를 보호하는 역할을 해왔다.

지구는 태양계의 다른 천체들에 비해 충돌 흔적이 비교적 적은 편이다. 그 주된 원인은 단기적으로 물과 바람에 의한 풍화에 있으며, 장기적으로는 판의 이동에서 찾을 수 있다. 지구에 남은 운석구에 대해서는 최근 와서 알려지기 시작했으며, 충돌의 환경적 영향에 관한 연구가 시작된 것도 불과 얼마 전의 일이다. 최근 발견된 소행성의 충돌흔적 가운데는 멕시코 칙슐럽(Chicxulub)의 지름 180km 운석구와 독일 라이스(Reis) 지방의 25km 짜리 운석구 등이 있다. 그 가운데 멕시코 칙슐럽(Chicxulub) 에 떨어진 소행성은 6,500만년 전 공룡의 멸종을 일으킨 주된 원인이었던 것으로 추측된다.

규모의 차이는 있지만 작은 암석이 지구에 충돌하는 일은 자주 일어나고 있다. 2000년 1월 18일, 캐나다 유콘(Yukon) 지역 20km 상공에서 발생한 지름 5m급 유성체 폭발이 그 한가지 예다. 당시 주민들은 커다란 광음과 함께 밝은 섬광을 목격했으며, 폭발과 동시에 일어난 전자기 펄스 때문에 그 지역 일대에 순간적으로 전기공급이 중단되기도 했다. 충돌에 의한 효과 가운데는 충격파, 해일(쑤나미=tsunamis), 대기 중 물질 유입, 전자기적 변화 등이 있으며, 소행성의 크기에 따라 복합적인 결과를 일으킬 수 있다.



<충격파>



소행성 충돌 시 지구대기 진입속도는 15km/초∼30km/초, 혜성은 75km/초에 달한다. 소행성과 달리 혜성은 이심율이 큰 타원궤도를 그리며 (케플러 법칙에 의해) 근일점 근처에서 공전속도가 빨라지기 때문이다. (소행성 역시 근일점 근처에서는 공전속도가 빨라진다. 그러나, 혜성 궤도는 이심율이 크기 때문에 원에 가까운 궤도를 공전하는 소행성에 비해 근일점에서의 궤도운동속도가 크다) 우리는 콩코드기가 0.6km/초의 속도로 비행한다는 사실을 감안할 때 이들 천체의 진입속도가 상당히 빠르다는 것을 알 수 있다.

소행성과 혜성은 대기권 진입과 동시에 강력한 충격파를 발생시킨다. 그 결과, 천체 및 주변대기가 고온으로 가열되며, 스스로 파괴 되거나, 고체상태의 가스가 포함된 경우 기화를 일으키기도 한다.

소행성이 지각에 충돌하는가의 여부를 떠나 일단 공중폭발이 일어나면 순간적으로 엄청난 에너지가 방출된다. 그리고 충격파는 압력의 급격한 변화를 동반하기 때문에 강력한 폭풍이 발생, 바람에 실려 날아가는 물질로 인해 넓은 지역이 초토화될 수 있다. 이처럼, 공중폭발에 의한 폭풍은 상상을 초월할 만큼 강력하며, 핵폭발과 마찬가지로 그 고도에 따라 위력이 다른 것으로 알려졌다.

1908년 6월 30일, 중앙 시베리아의 퉁구스카(Tunguska) 지역 10km 상공에서는 작은 소행성일 것으로 추정되는 물체에 의한 폭발이 일어났다. 당시 발생한 충격파로 인해 삼림이 광범위하게 파괴되었으며, 대략 제주도 면적에 해당하는 2000 평방km에 걸친 지역이 초토화되었다. 소행성 크기는 50m급이었을 것으로 추정되며, 파괴력은 원자폭탄 15개와 맞먹는 것으로 보고되었다. 폭발 당시 발생한 충격음은 영국 런던 시내에서도 들을 수 있었으며, 시베리아 횡단철도를 달리던 열차가 탈선되는 등 적지 않은 피해를 일으켰다.

만일 서울과 같은 대도시 상공에서 이러한 사건이 일어난다면 그 인명과 재산상의 피해는 상상을 뛰어넘을 것으로 생각된다. 소행성의 공중폭발에 의해 황폐화되는 면적은 소행성 질량뿐 아니라, 구성성분과 입사각 등에 따라 달라진다. 예를 들면, 미국 아리조나주 배링거 운석구(Barringer crater)는 퉁구스카의 경우와 비슷한 크기의 소행성 충돌 결과



형성된 것으로 알려졌다. 한편, 배링거 운석구의 경우, 충돌 소행성은 철을 포함한 금속질로 이루어졌고, 그 결과 지름 1.2km에 달하는 운석구덩이를 만들어냈다. 그러나 50m급 암석질 소행성은 퉁구스카 소행성처럼 대부분 공중폭발을 일으킨다.

소규모 충돌 시 충격파 피해는 공중폭발의 그것과 규모 면에서 비슷하다. 그러나 소행성(또는 혜성)의 크기, 즉 충돌 당시 발생하는 에너지가 클수록 그 효과는 폭발적으로 증가, 해당 지역의 대기 중의 일부가 날아가 버리는 경우도 있다. 이러한 방식으로 폭발 에너지와 충격파 세기는 정비례하다가, 대기를 날려버릴 만큼 에너지가 커지면 두 양은 반비례하게 된다. 대기가 뻥 뚫리게 되면 에너지는 더 이상 속박되지 않고 상층대기 밖으로 탈출할 수 있기 때문이다.

6500만년 전 멕시코 칙슐럽에 소행성이 떨어졌을 때 발생한 충격파는 전체 피해에 불과 수 퍼센트밖에 안 됐을 것으로 추측된다. 하지만, 광범위한 지역에 걸쳐 지표가 황폐화되었으며, 충격파는 단지 국지적인 피해를 일으키는데 그쳤을 것. 그러나 공룡을 포함한 많은 생물종이 멸종됐고, 충격파에 뒤이어 다양한 연쇄효과가 발생했던 것으로 보인다. 그 중 하나는 대기 중으로의 물질유입. 소행성 충돌 직후, 공기 중으로 화산재 등에 포함된 독성물질이 퍼져 지구 전체에 걸쳐 광범위한 영향을 미쳤을 것으로 짐작되고 있다.



<쑤나미>



지구표면의 2/3는 바다로 이루어졌기 때문에 소행성은 바다에 떨어질 확률이 더 높다. 소행성이 바다 속 깊이 낙하할 경우 육지에서처럼 '크레이터'가 형성되며, '크레이터'는 빠른 속도로 다시 채워진다. 30km급 소행성은 대양 깊숙히 들어가 쑤나미(tsunami)라고 불리는 대규모 수면파를 일으킨다. 그것은 마치 잔잔한 연못에 돌을 던졌을 때 낙하 지점을 중심으로 수면파가 퍼져 나가는 것과 같은 원리. 중요한 사실은, 소행성이 바다에 떨어질 경우, 해저지진과 해저 산사태를 동반한다는 것이다. 쑤나미, 해저지진, 그리고 해저 산사태는 충돌지점으로부터 상당히 멀리 떨어진 곳까지 전파되면서 파괴적인 위력을 발휘할 수 있다. 1960년 칠레에서 발생한 지진에 뒤이어 나타난 쑤나미는 무려 17,000km 떨어진 일본해안까지 밀려와 최소한 114명의 사망자를 낸 것으로 보고되었다. 또 하와이에서는 파도 높이가 평균 해수면보다 15m나 높았으며, 총 61명이 사망했다.

쑤나미는 항공기의 비행속도로 전파되며, 그 파괴력은 상상을 초월한다. 쉽게 말해서, 높이 15m가 넘는 '물의 장벽'이 아음속으로 휩쓸고 지나가는 장면을 떠올리면 된다. 파도(물의 장벽)가 해안 가까이 밀려오면 서로 보강간섭을 일으켜 해안을 덮치고, 다시 뒤로 빠지면서 인명과 재산에 치명적인 피해를 입힐 수 있다. 한 예로, 하와이에는 산호초가 평균수면을 기준으로 326m 높이까지 치솟았던 기록이 있다. 충돌 지점이 바다일 경우 1960년 칠레 지진과 규모 면에서 비교가 되지 않는 대규모 쑤나미가 예상된다. 실례로, 칙슐럽 소행성 충돌 당시 쑤나미가 '삼켰다가' '토해놓은' 물질은 하이티와 텍사스, 플로리다 등지에서도 발견된다. 쑤나미의 피해 범위를 확인시켜 주는 좋은 증거가 아닐 수 없다.

한편, 소행성(또는 혜성)의 질량이 작거나, 상층대기에서 파괴될 경우 지표에 도달할 가능성은 거의 없다. 하지만 지름이 200m에서 1km 사이일 때 지구대기를 뚫고 떨어지며, 낙하지점이 바다일 경우 그 피해는 극대화된다. 지구 전체인구 가운데 해안 거주 인구비율이 단연 높기 때문이다. 연구결과에 따르면 대서양에 지름 400m급 천체가 떨어졌다고 가정했을 때 모든 인접해안에는 높이 10m 이상의 쑤나미가 발생하며, 인명과 재산에 심각한 피해를 줄 수 있다.



<대기중 물질 유입>





6500만년 전, 소행성 충돌 당시 형성된 지층에는 고열로 융해된 진흙이 남아있는데, 그 크기는 빗방울 정도였다. 충돌 직후 진흙 입자가 대기 중에 머무른 것은 하루에서 이틀 사이. 지층을 조사해 보면 그 때문에 장기간 햇빛이 차단되지는 않았던 것으로 보인다. 그러나 이들 입자는 냉각되면서 대기 중으로 어마어마한 양의 에너지를 방출했고, 그 결과 가연성 물질이 쉽게 발화점에 이를 수 있었다. 지구 전체는 결국 뜨거운 불바다로 변했고, 그을음과 강한 독성물질(pyrotoxins)로 공기가 심하게 오염되었다.그러나 입자 크기가 작으면 오래 머물 수 있다. 그 입자가 대기 중에 머무는 기간은 수개월. 규모가 큰 충돌인 경우 수년이 되기도 하는데, 경우에 따라 햇빛을 차단하기도 한다. 한편, 소행성 충돌 직후 쑤나미에 의해 어마어마한 양의 바닷물이 대기 중에 뿌려질 경우 그을음과 먼지는 응결핵 역할을 하며, 바닷물은 곧 얼음으로 변하게 된다. (그 결과, 그을음과 먼지는 공기 중에서 깨끗이 씻겨 없어진다) '핵겨울'이란, 이러한 얼음 입자가 공기 중에서 다량 만들어졌을 때 나타나는 현상을 뜻하며,지름 1km급 소행성이 낙하했을 때 발생하는 것으로 알려졌다. 이러한 긴 겨울이 닥칠 경우 지구상의 모든 생명체는 끔찍한 참사를 피하기 어렵고, 인류도 그 대상에서 제외될 수는 없다.

충돌 직후, 대기 중에서는 다양한 화학반응이 일어나는데, 그 중 한가지는, 충격파 후면에 오는 순간적인 고온 때문에 질소, 산소가 연소되어 각종 질산화물을 만들어내는 반응이다. 이들 질산화물은 산성비의 직접적인 원인이 되며, 오존층을 효과적으로 파괴한다. 따라서 태양 자외선으로부터 생명을 보호해 주던 오존층에 구멍이 나고, 오존층이 복구될 때까지 우리는 장구한 시간을 기다려야 한다.



<전자기 효과>



핵실험 결과, 폭발지점으로부터 3000km 떨어진 곳에서도 이온층의 교란이 관측되었다. 핵실험 당시에는 비교적 낮은 고도에서 폭발이 일어났지만, 충격파는 100∼200km 상공에서 나타났다.

지구접근천체 충돌 시에는 그보다 강력한 에너지가 발생하기 때문에 전자기 효과 역시 훨씬 위협적일 것으로 판단된다. 그 결과, 광범위한 이온층 가열과 더불어 강도 높은 전자기 교란이 일어날 수도 있다. 심지어, 일년에 열 번쯤 일어나는 작은 소행성에 의한 공중폭발 직후에도, 중규모급 전파통신 교란이 일어날 뿐 아니라, 일시적인 전력공급 중단사태를 빚기도 한다. 따라서 소행성 충돌 후에 일어나는 전자기 교란 때문에 각종 전기(전자) 장비 및 시설들이 심각한 타격을 입게 될지도 모른다.