이웃 행성인 지구와 화성이 45억년 전 태양계 형성 초기, 서로 다른 방식으로 만들어졌다는 연구 결과가 나왔다.
덴마크 코펜하겐대 글로브 연구소 연구팀은 국제학술지 '네이처 천문학'(Nature Astronomy)에 지구와 화성의 맨틀·지각 성분 분석을 통해 이 같은 결론을 얻었다고 2일(현지시간) 밝혔다.
연구 결과, 지구 질량의 75% 이상은 우주 먼지가 뭉쳐진 '자갈'(pebble)을 흡수하며 성장한 원시행성 2개에서 유래한 것으로 나타났다. 나머지 25%는 수 킬로미터 크기의 암석 덩어리인 '행성체'(planetesimal)가 충돌하며 형성됐다.
반면 화성은 정반대의 과정을 거쳤다. 화성 질량의 약 4분의 3은 행성체 충돌로 만들어졌으며, 자갈 흡수를 통한 성장은 4분의 1에 그쳤다.
연구팀은 행성 형성 과정의 '화학적 지문' 역할을 하는 휘발성 원소에 주목했다. 나트륨, 아연, 칼륨 등 고온에서 쉽게 증발하는 원소들의 존재 여부를 통해 45억년 전 형성 과정을 역추적했다.
연구를 이끈 안데르스 요한센 교수는 "같은 태양계에서 나란히 형성된 두 행성이 서로 다른 형성 역사를 가졌다는 점이 가장 놀라운 결과"라고 설명했다.
이번 연구는 행성 형성이 거대 암석 충돌과 미세 입자 흡수 두 가지 방식이 혼합된 '하이브리드 모델'을 지지하는 결과다.