미국 항공우주국(NASA)의 지원을 받은 연구진이 2022년 사하라 사막에서 발견된 운석 ‘테가자 001(Teghaza 001)’이 41억 년 전 이상 형성된 고대 화성 암석임을 정밀 분석으로 확인했다. 약 800g(2파운드) 무게의 이 분홍빛 암석은 지구상에서 발견된 약 435개의 화성 운석 가운데 가장 오래된 표본 중 하나로 평가받는다. 해당 연구 결과는 학술지 ‘사이언스(Science)’에 게재되었다.
사하라 사막에서 발견된 41억 년 전 화성 암석 ‘테가자 001’
말리의 테가자 소금 평원에서 발견되어 이름 붙여진 ‘테가자 001’은 발견 초기 정확한 연대와 출처를 알 수 없었다. 그러나 NASA 제트추진연구소(JPL)의 양 리우(Yang Liu) 박사가 이끄는 연구진이 광물 연대를 측정한 결과, 41억 년 전보다 이전에 정출된 화성 지각 파편으로 나타났다. 논문 심사위원 중 한 명은 이 운석을 화성의 비밀을 풀 수 있는 ‘로제타석’에 비유했다.
또한 2026년 6월 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 발표된 별도의 논문에서는 테가자 001의 수분 함량을 다루어 초기 화성 표면을 형성했던 물의 역할을 조명했다.
가장 오래된 화성 운석 3종과 테가자 001의 독자적 특성
테가자 001은 지구상에서 발견된 가장 오래된 화성 운석 3개 중 하나이다. 기존 고대 운석인 ‘ALH84001’은 거의 단일 광물로만 구성되어 있으며 테가자 001과 형성 연대가 유사하다. 반면 ‘블랙 뷰티(Black Beauty)’로 불리는 운석은 약 21억 년 전에 형성된 작은 화산암 조각들의 집합체이다.
이들과 달리 테가자 001은 마그마가 식으면서 형성된 다양한 화산암 광물 복합체를 포함하고 있다. 이 표본은 마그마 정출 이후 지하수와의 상호작용을 통해 변성된 화성 초기 지각의 이력을 간직하고 있다는 점에서 차별화된다.
현장 루비듐-스트론튬 연대 측정법과 지르콘 결정 분석
연구 초기 뉴멕시코 대학교 연구진은 산소 동위원소 분석을 통해 이 암석이 화성 유래임을 확인했으며, 가장 흔한 유형인 셔고타이트(shergottite)일 가능성을 제시했다. 그러나 상세 분석에서 기존에 보고되지 않았던 독특한 질감과 희귀 광물이 확인되었다.
캘리포니아 공과대학교(Caltech)의 프랑수아 티소(Francois Tissot) 교수가 이끄는 연구팀은 ‘현장(in-situ) 루비듐-스트론튬(Rb-Sr) 연대 측정법’을 적용했다. 전체 시료를 녹여 분석하는 기존 방식과 달리, 손톱보다 작은 암석 표면의 단일 광물 입자만을 분석하여 귀중한 운석 표본을 보존했다. 연구진은 테가자 001 내 지르콘(zircon) 결정을 분석해 약 41억 년 전 지하수 변성 작용이 일어났음을 입증했으며, 이는 원형 암석이 그보다 이전에 형성되었고 초기 화성에 역동적인 수권 순환이 존재했음을 시사한다.
화성 남부 고지대와의 일치와 13곳의 후보 발원지
테가자 001의 광물 조합과 화학적 특성은 NASA의 화성 정찰 위성(MRO)이 화성 남부의 크레이터 형성 고지대에서 관측한 데이터와 부합한다. 연구진은 위성 관측 자료를 바탕으로 테가자 001의 특성과 일치하는 화성 표면의 후보지 13곳을 특정했다.
논문의 공동 저자인 리 세이퍼(Lee Saper) NASA 에임스 연구센터 과학자는 이 암석이 인류가 보유한 표본 중 이전에 연구된 적 없는 화성 지각 부위에서 온 첫 번째 암석 파편이라고 설명했다.
초기 화성의 수권 환경 및 대기 유실 흔적 규명
화성 운석들은 소천체 충돌 충격으로 화성 표면에서 튕겨 나가 우주를 표류하다 지구로 떨어진 공통의 이력을 지닌다. 과학자들은 바이킹 착륙선, 큐리오시티, 퍼서비어런스 로버 등이 수집한 데이터와 비교해 운석의 화성 유래 여부를 검증한다.
테가자 001에 남아있는 물과 암석의 상호작용 흔적은 화성이 수분을 잃어가던 시기의 고대 대기 및 수권 상태를 기록하고 있다. 이번 연구에서 검증된 미세 입자 연대 측정 기술은 향후 다른 화성 운석이나 달, 소행성 반환 샘플의 연대를 측정하는 데 유용하게 활용될 전망이다.
공식 출처: NASA-funded Study Details One of Oldest Mars Meteorites Ever Found