월진으로 묻힌 얼음 탐지, 지진파 속도 2~3배 빨라

2026년 7월 31일 《사이언스 어드밴시스》에 발표된 연구에 따르면, 월진으로 발생한 지진파가 달 표면 아래 숨겨진 물 얼음을 드러낼 수 있다. 메릴랜드 대학, 로렌스 버클리 국립연구소, 하와이 대학 과학자들이 주도한 이 연구는 지반을 통과하는 진동이 얼음의 존재와 양을 알려줄 수 있으며, 이는 향후 달 탐사 임무에 중요하다고 시사한다.

NASA의 아르테미스 프로그램은 2028년 달 남극 지역에 유인 임무를 계획하고 있으며, 그곳의 영구 음영 분화구에는 물 얼음이 있을 수 있다. 이 얼음은 우주비행사에게 식수, 산소, 로켓 연료를 제공하여 지구에서 보급품을 운반할 필요를 줄여줄 수 있다. 연구 공동 저자이자 메릴랜드 대학 부교수인 니콜라스 슈메르는 "우주비행사가 그곳에서 사용할 수 있는 달의 모든 물질을 식별하는 것이 중요하다"고 말했다.

이 연구가 중요한 이유는 현재의 위성 장비가 표토의 얼음만 감지하지만, 얼음의 상당 부분은 더 깊이 묻혀 있을 수 있기 때문이다. 지진 측정은 표면 아래를 탐사할 수 있는데, 얼음은 토양을 더 단단하게 만들어 지진파가 건조한 토양보다 2~3배 빠르게 통과하게 한다. 얼음이 풍부한 지역은 지진 에너지를 반사하여 지진계가 감지할 수 있는 메아리를 만든다. 슈메르는 "지진파를 사용하여 얼음이 있는지뿐만 아니라 대략 얼마나 많은지도 알 수 있다"고 설명했다.

연구진은 세 가지 방법으로 이를 테스트했다. 주 저자이자 로렌스 버클리 국립연구소의 암석 물리학자인 해리슨 리자베스는 달 먼지와 유사한 분쇄된 화산암을 얼리고 X선을 사용하여 얼음 형성을 관찰했다. 하와이 대학의 매튜 시글러는 남극의 온도를 모델링하여 수십억 년 동안 얼음을 보존할 만큼 추운 분화구를 식별했다. 슈메르는 얼음 퇴적물을 통한 월진의 컴퓨터 시뮬레이션을 실행했다. 모든 접근 방식에서 얼음으로 인한 뚜렷한 지진 변화가 나타났다.

임무 지원 외에도 달의 얼음은 초기 태양계에 대한 단서를 쥐고 있을 수 있다. 슈메르는 약 40억 년 된 달의 고대 암석이 물이 어떻게 전달되었고 지구의 바다가 어떻게 형성되었는지 밝혀줄 수 있는 얼음을 보존할 수 있다고 언급했다. 이 연구는 미국 에너지부와 NASA의 자금 지원을 받았다.

중국의 창어 7호 임무는 2026년 말 섀클턴 분화구 근처에 착륙할 예정이며, 얼음 퇴적물로 추정되는 곳 근처에 지진계를 실을 예정이다. 2028년에는 NASA의 아르테미스 우주비행사들이 슈메르가 개발을 도운 달 환경 모니터링 스테이션을 배치할 수 있다. 슈메르는 "우리의 발견은 앞으로 몇 년 안에 얻을 관측을 위한 토대를 마련하고 있다"고 말했다.