달에도 지진이?…2만 번 이상 발생한 '월진', 이유는?

미국 달·행성 과학 콘퍼런스(Lunar and Planetary Science Conference)

1969년 아폴로 11호는 첫 월진 지진계를 달 표면에 설치했다. /사진=NASA

달에도 지진이 발생한다. 이른바 '월진(Moonquake)'이다. 최근 발표에 따르면 1969년 아폴로 11호의 달 착륙 이후 반세기 간 2만 2000건에 달하는 월진이 추가로 관측됐다.

20일(현지시간) 국제 학술지 '사이언스'는 지난 15일까지 미국 텍사스주에서 열린 '2024 달·행성과학 컨퍼런스(2024 Lunar and Planetary Science Conference)'에서 이같은 연구 결과가 공개됐다고 전했다. 일본 동경대 연구팀이 프랑스 파리 지구물리연구소와 함께 지난 50년간의 데이터를 분석했다.

1969년 미국 NASA(미국 항공우주국)가 발사한 달 착륙선 아폴로 11호는 달 최초의 '지진관측소'인 지진계를 달 표면에 설치했다. 이후 아폴로 12호, 16호 등을 보내면서 성능이 더 발전한 지진계를 연이어 설치했다. 목표는 월진의 지진파를 분석해 달에서 발생하는 지진의 원인과 특징을 밝히는 것이다.

달에서 발생하는 지진인 월진은 대부분 운석이나 작은 소행성이 달 표면을 강타하며 발생한다. 지구의 조석 현상에 의해 정기적으로 깊은 진동이 발생하며 지진이 관측되기도 한다. 최근 애리조나대 연구팀의 발표에 따르면 1969년 이후 지난 반세기 간 관측된 지진 2만 2000건 중엔 지표면 아래 10km 이상에서 발생한 '얕은 지진'이 다수 섞여 있었다.

연구팀은 1980년대식 기술로는 해독할 수 없었던 지진 데이터까지 분석하는 데 성공했다. 아폴로 미션 당시 달 표면에 설치된 지진계는 2가지 종류다. 주기가 긴 저주파 영역에서 발생하는 장주기 지진동(LPGM)을 관측하는 광대역 지진계와 고주파대 지진파를 감지하는 단주기 지진계다. 지금까지 알려진 월진은 광대역 지진계가 관측한 데이터뿐이었다. 단주기 지진계 데이터는 달의 일간 온도 차와 무선전송 문제로 잡음(노이즈)이 다수 섞이면서 해석이 어려웠다.

'사이언스'에 따르면 지진계 데이터는 이미 일부 유실된 바 있다. NASA는 1970년대 이후 막대한 예산을 들여 우주왕복선(스페이스 셔틀) 개발을 시작하면서 지진계 운영을 중단했다. 다른 연구 분야의 예산을 감축해 우주왕복선 연구에 투자하기 위함이었다. 이후 지진계에 대한 관심이 끊긴 탓에 측정한 데이터의 일부가 유실되기도 했다. 중단된 지진계 분석은 JAXA(일본 우주항공연구개발기구)가 이어받았고 이번 연구 결과를 도출하는 데 이르렀다.

연구팀이 데이터의 잡음을 제거해 분석한 결과 2만 2000건 월진 중 비교적 얕은 진동을 가진 월진 46건이 포착됐다. 규모 5.5에 이르는 지진도 관측됐다. 이는 달 표면에서 조사를 진행하는 우주비행사가 위험에 처할 수 있을 만큼 강한 진도다. 또 74회의 지진이 달 북쪽에서 집중적으로 발생했음을 확인했다. 연구팀은 이런 발견이 달 북반구 지각에 남아있는 원시 마그마의 흔적일 수 있다고 추측했다.


한편 NASA는 최근 다시 월진 연구를 재개한 것으로 나타났다. NASA는 민간 우주산업 활성화를 목표로 'CLPS(상업용 달 페이로드 서비스) 프로그램'을 추진 중이다. 2025년 달 남극에 지진계를 설치하는 내용도 계획에 포함돼 있다.