연구 활동

운석의 암석학, 암석화학적 연구

운석은 지구와는 매우 다른 환경에서 만들어졌기 때문에 지구상의 암석에서는 관찰되지 않는 화학조성, 조직, 광물 등의 특성을 지니며, 그 생성 시간이 태양계의 기원에 근접한 약 46억년 전까지 거슬러 올라가고, 생성 장소가 행성(화성), 위성(달), 소행성, 혜성 등 지구 바깥의 천체에 기원한다는 점에서 우리 태양계와 생성과 진화 과정 연구에 큰 가치를 지니는 시료입니다.


운석 구성물질의 산소 동위원소를 이용한 태양계 초기 환경 연구

산소동위원소


콘드률 모의 생성실험 과정에서의 동위원소 교환반응 연구

고온 상태였던 태양계 성운이 약 650K 정도의 온도까지 식은 이후, 성운 내에는 세립질의 먼지나 광물과 같은 고체 상태의 물질이 성운 기체와 함께 존재하였습니다. 이러한 고체 물질들이 매우 짧은 시간동안 가열되어 녹았다가 식으면서 구형의 콘드률이 만들어집니다. 콘드률을 만든 열원으로는 원시 태양에서 발생하는 열, 미행성체의 충돌, 번개, 충격파 등 다양한 가설들이 제안되고 있습니다. 콘드률은 콘드라이트를 이루는 가장 풍부한 물질이므로, 콘드률이 형성된 과정을 이해하면 초기 태양계에서 일어났던 사건들과 초기 태양계의 환경을 추적할 수 있습니다.

우리 연구실에서는 광물이나 산화물 시약을 CO2 레이저를 이용해 녹였다가 식히는 방법으로 모의 콘드률을 제작하고 콘드률의 조직을 재현해냄으로써 콘드률의 생성 과정을 추적하는 연구를 수행하고 있습니다. 또한 이 과정에서 임의의 동위원소 조성을 지니는 수증기를 함께 반응시켜서 콘드률의 생성 과정 중에 일어나는 동위원소의 교환반응을 연구하고 있습니다.


이차이온질량분석기를 이용한 운석 구성물질의 미세 영역 동위원소 연구

이차이온질량분석기


콘드률 배열 경향성을 이용한 소행성 모체로의 집적 및 충격변형과정 연구

미분화운석인 콘드라이트의 주 구성 물질인 콘드률은 그 생성 기원 때문에 원형의 모양을 지녀야 하지만, 실제로 대부분의 콘드라이트 내에서 콘드률들은 원이라기 보다는 타원형이거나 타원형에 가까운 불규칙한 형태를 지닙니다. 이는 콘드률이 소행성 모체로 집적되기 전부터 타원형을 모양을 지닌 채로 형성되었거나, 혹은 생성 당시에는 원형이었다가 소행성 모체로 집적되는 과정 또는 그 후에 일어난 다른 소행성들과의 충돌 과정에서 받은 변형작용의 결과 타원체의 모양을 지닌 것이라고 생각할 수 있습니다.

따라서 콘드률 타원체의 장축이 특정 방향으로 길게 신장되어 있는 배열의 경향성을 연구함으로써 콘드률의 생성 과정과 집적 과정을 더 구체적으로 밝히려는 연구를 수행하고 있습니다. 또한 이러한 배열 경향성이 다른 콘드라이트 그룹간에는 어떠한 차이가 있는지, 변성 정도, 변질 정도 등에 따라 상관 관계를 지니는 지의 여부도 콘드라이트 소행성 모체의 생성과 진화 과정을 추적하는 데에 이용될 수 있습니다.