[쿠킥과학] 운석충돌이 만든 '산소 오아시스'… KIGAM, 지구 생태계 대전환 단서 찾았다

합천 운석구, 생명 기원 규명 핵심지로
운석 충돌 후 형성 열수 호수 형성
미생물 번식 증거 세계 최초 제시
화성 운석구 유기물층 탐색 기대

승인 2026-04-15 15:58:00

운석 충돌 후 스트로마톨라이트 성장과 산소 오아시스 형성 상상도. 한국지질자원연구원

24억 년 전 지구 대기의 산소 농도가 급격히 증가하며 혐기성 생물 중심의 환경이 붕괴되고, 곤충, 어류, 파충류 등 산소를 이용하는 다양한 생물들이 등장하는 생태계 대전환이 일어났다.

한국지질자원연구원(KIGAM)은 이 같은 대전환의 원인을 설명할 단서를 한반도 유일의 운석충돌구인 ‘합천 운석충돌구’에서 찾아냈다고 15일 밝혔다.

KIGAM 임재수 박사팀은 합천 운석충돌구에서 스트로마톨라이트(Stromatolite)를 확인하고, 이 구조가 운석 충돌 이후 형성된 열수 호수 환경에서 성장했을 가능성을 세계 최초로 제시했다.

스트로마톨라이트는 약 35억 년 전부터 존재한 지구 최초 생명 흔적으로, 얕은 물에서 시아노박테리아 같은 미생물이 층층이 쌓이며 형성되는 구조다.

이는 초기 지구 대기에 산소를 공급한 핵심 생명체로 추정되며, 현재 호주 샤크만 등 극히 제한된 환경에서만 발견된다.

연구팀은 운석 충돌로 생긴 거대 분지에 물이 고이면서 호수가 만들어지고, 지하 깊은 곳의 고온 물질이 열을 방출해 장기간 따뜻한 ‘열수 호수’를 유지하면서 미생물 성장에 적합한 조건을 제공했을 것으로 분석했다.

실제 합천 운석충돌구 북서부에서는 직경 10~20cm 규모 스트로마톨라이트 여러 개가 발견됐다.

내부를 분석한 결과 운석 충돌 흔적과 주변 암석 특성이 함께 나타났고, 고온의 물에 의한 변형 흔적도 확인됐다.

특히 중심부에서 열수 영향이 강하게 나타나 초기에는 활발한 열수 활동이 있었고, 이후 점차 냉각되며 성장 환경이 변화한 것으로 나타났다.

이번 연구는 초기 지구에서 빈번했던 운석 충돌이 열수 호수를 만들고, 이곳이 시아노박테리아와 스트로마톨라이트의 번식을 촉진해 국지적 ‘산소 오아시스’를 형성했을 가능성을 제시한다.

이로 인한 산소 축적이 지구적 산소 증가로 이어졌다는 해석이다.

합천 스트로마톨라이트 샘플 및 방사성탄소연대 측정 결과. 한국지질자원연구원

연구팀은 이 가설을 지구 밖으로 확장해 화성에도 운석충돌구 주변에 유사한 생명 흔적이 존재할 가능성이 있을 것으로 추정했다.

화성에는 초기에 물이 채워졌을 가능성이 있는 수많은 운석충돌구가 남아 있을 수 있어 운석충돌구 외곽에서 스트로마톨라이트 같은 형태로 형성된 유기물층이나 암석을 찾는 것이 향후 화성 탐사의 핵심 과제가 될 수 있다.

임 박사는 “운석충돌구 내 열수 호수 환경에서 스트로마톨라이트가 성장했음을 종합적으로 밝힌 것은 처음”이라며 “초기 지구의 산소 증가 원인과 화성 생명 탐사 방향을 동시에 제시하고, 화성 지표탐사 방향에 새로운 시각을 제공해 큰 의미를 갖는다”고 설명했다.

권이균 KIGAM 원장은 “한반도 운석충돌구에 대한 증거와 해석이 국내외 다양한 연구를 통해 지속적으로 발전하고 있다”며 “기초과학 연구의 사회적 가치를 높이고 한국 지질과학이 세계 무대에서 역할을 확대할 수 있도록 지원을 이어가겠다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 2021년 국제학술지 ‘Gondwana Research’에 발표한 ‘한반도 최초 운석충돌구 발견’의 후속 성과로, 연구결과는 국제학술지 ‘Communications Earth & Environment’에 게재됐다.
(논문명: Discovery of stromatolite formation in post-impact hydrothermal lacustrine environments and its implication for early Earth)