지구의 핵이 수십억 년간 수소를 새고 있을 수 있다

본 기사는 Science X의 편집 절차 및 정책의 틀에 따라 검토되었습니다. 편집진은 내용의 신뢰성을 확보하는 동시에 다음 항목들을 강조했습니다:

실제로 검증됨

동료 검토를 거친 출판물

신뢰할 수 있는 출처

맞춤법 및 언어 검사가 완료됨

해양 섬 바altаз에서 동위원소 이상 현상의 기원을 보여주는 개략적 모델. 출처: Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aei4756

지구상에서 수십억 년 전에 형성되었을 때, 금속성 핵은 용융된 암석으로 이루어진 구형의 마그마 바다로 덮여 있었습니다. 이 바다는 결국 식어 결정화되어 맨틀을 형성했습니다. 오늘날, 깊은 뿌리를 가진 맨틀 기둥이 표면으로 상승하여 화산 폭발을 일으킬 때, 분출된 용암은 행성의 깊은 곳에서 온 수소를 포함할 수 있습니다.

수소는 두 가지 안정된 형태로 존재합니다: 표준 경수소와 더 무거운 형태로 알려진 중수소입니다. 대부분의 화산암은 비교적 정상적인 수소 동위원소 비율을 지니지만, 심부 맨틀 기둥과 연관된 일부 현무암에서는 비정상적으로 낮은 중수소 비율이 발견됩니다.

이 희귀한 혼합물은 큰 논란을 불러일으켰다. 이 낮은 중수소 신호는 초기 마그마 오션이 응고될 때 형성되었는지, 아니면 지구의 금속성 핵에서 스며나온 수소에서 기인하는 것인지 말이다.

지구 표면이 녹아내렸던 시대로의 여정

이 질문에 답하려 노력하는, Wenzhong Wang가 이끄는 과학기술대학교 연구팀은 지구 표면에서 수천 킬로미터 깊이의 조건을 재현하기 위해 첨단 컴퓨터 시뮬레이션을 사용했습니다.

연구팀은 수소의 두 형태가融解된 암석이 식으면서 다양한 광물로 결정화될 때 어떻게 거동하는지를 조사했다. 이후 그들이 얻은 결과를 활용해 수소의 두 형태가 초기 지구 맨틀에서 어떻게 분포되었는지를 모델링했다.

Science Advances지에 게재된 논문에서 연구진들은 고대 마그라가 식고 결정화되는 과정에서 수소의 두 형태가 맨틀 내에서 상대적으로 균등하게 분포했다고 밝혔다. 서로 다른 깊이에서 비율의 작은 차이가 존재했지만, 캐나다 북극의 배핀섬이나 아이슬란드 같은 지역에서 발견되는 비정상적으로 낮은 중수소(deuterium) 수평과 유사한 현상은 없었다.

“우리의 결과는 마그마 해양의 결정화가 지구 맨틀에서 수소 동위원소에 중요한 분화를 유발하지 않았음을 보여준다”라고 연구 저자들은 말한다.

누출된 코어 이론

이는 마그마 해양이 어는 과정에서 발생하는 비정상적인 신호를 설명할 수 없다는 것을 의미합니다. 따라서 연구자들은 핵에서 스며나오는 설명을 지지합니다. 연구자들은 낮은 중수소 비율을 가진 수소가 수십억 년에 걸쳐 지구의 금속성 핵에서 주변 맨틀로 스며나왔을 가능성이 높다고 주장합니다.

핵을 가리키는 또 다른 단서가 있습니다. 이 화산암 중 일부는 비정상적으로 높은 헬륨-3/헬륨-4 비율을 지니고 있습니다. 헬륨-3는 수십억 년간 지구 핵에 보존되어 왔을 가능성이 있는 희소한 헬륨 형태입니다.

연구 결과는 핵에서 유출되는 수소라는 가설을 강화시키지만, 재료가 어떻게 맨타에 도달했는지는 여전히 명확하지 않다.

씨앗 서명의 만토(mantle)로의 전달을 담당하는 기작을 규명하는 것은 향후 연구에서 중요한 목표로 남아 있습니다.

이 기사는 Science X를 위해 Paul Arnold이 작성하고, Lisa Lock이 편집하며, Robert Egan이 정확성 검증을 수행하고 검토했습니다. 이 기사는 정성을 담은 인간의 노력이 담긴 작품입니다. Science X는 독자들의 지원에 의존하여 독립적인 과학 저널리즘을 이어가고 있습니다. 이 뉴스가 귀하에게 의미 있다면, 기부를 고려해 주시기 바랍니다(특히 월간 기부). 감사의 의미로 광고가 없는 계정을 이용하실 수 있습니다.

Zhang 및 연구진, “수소 동위원소가 핵으로부터의 수유출을 밝히다”, (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aei4756

런던 대학교에서 생물학 학위 취득. 전 세계를 여행한 경험을 갖춘 BBC 다큐멘터리 제작자입니다. 남부 스페인에서 프리랜서로 활동하고 있습니다. 전체 프로필 →

미술사 분야에서 학위, 물질문화 분야에서 대학원 학위를 보유하고 있습니다. 과거에 편집자, 구급구조원 및 이식 조정자로 활동했습니다. 2021년부터 Science X를 위해 편집 작업을 진행하고 있습니다. 전체 프로필 보기 →

수학적 생물학 분야에서 학위, 창의적 글쓰기 분야에서 대학원 학위를 보유하고 있습니다. 과학과 언어에 대한 독창적인 관점을 지닌, 활발한 여행가입니다.

© 2026 Science X 네트워크

편집자에게 피드백