지구가 오롯이 혼자 우주 속에 위치하고 있었다면 외로웠을 테지만 지구 주위를 돌고 있는 유일무이한 위성이 하나 있습니다. 그것은 바로 달입니다. 우리는 여기서 달이 어떻게 생성되었는지 여러 이론을 통해 알아볼 텐데 초기의 가설과 포획이론 및 분리설 그리고 지구와의 대충돌설에 대해 살펴보겠습니다.
달의 생성이론 초기 가설
달은 지구로부터 약 38만 km 떨어져 있으며 지구의 4분의 1 크기로 질량은 80분의 1입니다. 달의 표면은 울퉁불퉁한 지형을 지니고 있고 내부로는 맨틀과 핵을 가지고 있습니다. 지구에서 달을 보면 항상 같은 면을 볼 수밖에 없는데 이것은 달의 공전 주기는 자전 주기와 같기 때문이라고 합니다. 항상 우리 지구 곁을 맴도는 지구의 오랜 친구 달의 생성에 대해 궁금증을 가진 많은 학자들은 과연 달이 어떤 생성 과정을 거쳤는지 연구하고 가설을 많이 세웠습니다. 그중에서 제일 먼저 제기된 이론은 쌍둥이설입니다. 쌍둥이설은 말 그대로 지구와 달이 같은 시점에 쌍둥이처럼 만들어졌다는 학설입니다. 물론 몇 초나 몇 시간 간격으로 동시에 만들어진 것이 아닌 어느 정도의 오랜 시간 간격은 가지고 있습니다. 이 이론은 달의 탄생 원리로 가장 먼저 제시된 것인데 구체적으로 살펴보면 최초의 지구가 45억 년 전에 만들어졌고, 그 원시 지구에는 토성과 같은 고리가 있었다고 가정하면서 그 안에 작은 운석들이 서로 부딪치고 서로 뭉쳐져 결국 달크기의 모양을 만들어내었다는 것입니다. 하지만 쌍둥이설은 운석이나 가스 먼지가 뭉쳐서 과연 달정도 되는 크기의 위성을 만들 수는 없을 것이라는 반대 의견이 있습니다. 또한 지구와 비슷한 시기에 쌍둥이처럼 만들어졌다면 행성을 구성하는 암석이나 대기물질등 그 조성에 관여 나는 물질이 비슷할 텐데 그렇지 못하다는 사실도 반론으로 제기되었습니다.
포획이론 및 분리설
쌍둥이 이론에 이어 두번째로 제기된 것이 포획이론입니다. 포획이란 단어에서도 바로 내용을 알 수 있듯이 이것은 달이 별도의 경로로 생성되어 지구 근처를 지나가다가 지구 인력에 붙잡혀 탈출하지 못하고 달이 되었다는 것을 의미합니다. 예를 들어 화성의 유명한 위성인 포브스나 네 이모스도 이 포획 이론을 바탕으로 만들어졌다고 보고 있습니다. 하지만 전혀 지구와 상관없던 다른 천체를 포획했다면 달의 구성과 특성이 아예 달라야 하는데 최근 조사 결과 달의 여러 특성에서 어느 정도 지구와 비슷한 부분이 존재하고 특히 지구와 달의 산소 동위원소 비율이 같다는 사실이 밝혀졌습니다. 때문에 달은 지구와 완전히 똑같지도 않고 그렇다고 또한 지구와 전혀 다르지도 않은 이유로 인해 해당 생성이론은 외면받고 있습니다. 다음으로 소개할 탄생설은 분리설입니다. 이 이론에서 지구와 달은 원래 한 몸이었습니다. 그런데 지구가 예전에는 지금보다 훨씬 더 빠르게 회전하였기에 원심력이 작용하였고 적도 일부 덩어리가 떨어져 나가 달이 되었다는 것입니다. 이런 주장은 여전히 달이 지구와 점점 멀어지고 있다는 기본 논리를 가지고 있는데 실제로 측정한 결과 1년에 약 4cm 정도식 떨어지고 있다는 것으로 확인되어 신빙성을 더했습니다. 하지만 역시나 지구에 달이 붙어 있었다는 것은 추측일 뿐이고 과연 자전에 의해서 행성의 일부가 떨어져 나갈 정도의 회전력이라면 지구의 모양 역시 타원형으로 변했을 것이라는 추측도 가능합니다. 또한 지구와 달이 초기에 한 몸이었다면 모든 구성요소가 똑같아야 되었지만 그렇지 않다는 점이 모순으로 남습니다.
지구와의 대충돌설
이전에 학설들은 달에 대한 직접적인 조사없이 이뤄진 가설이라면 이제 소개드릴 대충돌설을 우리 인류가 20세기말 드디어 달에 발자국을 남기며 탐험에 성공한 이후 얻은 많은 정보를 바탕으로 제기된 이론입니다. 대충돌설은 1946년 처음 주장되었는데 이 이론에 따르면 45억 년 전 지구가 생성된 후 1억 년이 지난 시점에 지금의 화성 크기정도 되는 외부 천체가 날아와 원시 지구와 충돌하였고 그 충격파로 인해 지구의 자전축이 기울어지면서 외부 천체의 일부와 부서진 지구의 지각일부가 우주 공간으로 튀어나가 달이 되었다는 것입니다. 이렇게 우주로 튕겨져 나온 물질들은 대체로 가벼운 광물질 위주의 암석들이었는데 이것이 현재 달의 암석 들와 유사하다는 논리입니다. 과학자들은 그 당시 이렇게 하나로 뭉치는 과정은 채 100년도 걸리지 않았을 것으로 보고 있습니다. 이 이론은 달에 있는 암석과 광물의 구성중에 철과 같은 무거운 물질이 없다는 점 등을 설명할 수 있어 신뢰성이 높지만 파편이 된 암석들이 달처럼 하나로 뭉쳐지기 위해서는 굉장히 높은 열을 요구하는데 당시 충돌만으로 이런 열을 얻을 수는 없었다는 비판적인 시각이 있습니다. 별건으로 과학자들은 지구와 부딪힌 외부천체를 달을 만들어 냈다는 의미에서 과거 그리스 신화에 나오는 달의 여신 셀레네의 어머니인 테이아라고 이름 지었습니다. 참고로 테이아는 하늘의 신 우라노스와 땅의 여신 가이아 사이에서 태어났으며 빛의 여신이라고도 불립니다. 테이아는 이후 달의 여신인 셀레네뿐만 아니라 태양의 신 헬리오스, 새벽의 여신 에오스를 낳기도 하였습니다. 지금까지 달의 탄생과 관련된 여러 이론을 살펴보았습니다. 어떤 이론도 완벽하지는 않지만 나름의 논리를 가지고 있고 우리의 상상력을 자극하는 많은 추측을 포함하고 있습니다. 우리 인류의 과학이 더욱 발전하면 완벽히 달의 생성을 규명하는 이론이 나오지 않을까 기대해 봅니다.