텍타이트

종류

텍타이트는 모양과 무늬에 따라 마이크로텍타이트, 뭉농형 텍타이트, 스플래시형 텍타이트, 오스트레일라이트의 4종류로 구분한다.

마이크로텍타이트는 2㎜ 이하의 지름을 갖는다. 모양은 주로 구형으로 편평타원체나 막대기·눈물·아령 등의 모양을 띠기도 하는데 이러한 모양들은 모두 액체방울이 회전할 때 형성될 수 있는 모양이다. 또한 작은 크기의 홈이나 구멍이 있는 일부 마이크로텍타이트는 용식작용의 흔적으로 여겨진다.

뭉농형 텍타이트는 이것이 최초로 발견된 베트남 지역의 이름을 딴 것인데 크기가 수㎝에서 수십cm로 현재까지 알려진 텍타이트들 가운데 가장 큰 것들이 이 종류에 속한다. 이들은 덩어리 모양이지만 평판 모양인 것도 다수 발견되며 두께 1㎜ 정도의 층리도 보이곤 한다.

스플래시형 텍타이트는 마이크로텍타이트와 모양은 비슷하지만 크기는 약 100만 배에 달하고 항상 용식작용의 흔적이 나타난다. 두드러진 용식작용의 흔적에는 2종류로 다양한 크기의 반구형 구멍과 한 표품에서 길이가 너비의 수 배 정도되며 일정한 너비를 갖는 직선형의 홈이다. 편평타원체의 표면에 나타나는 홈들은 대개 표품의 반분선에 대해 수직으로 배열되어 있다. 벌레먹은 흔적처럼 표면을 따라 구불구불하게 나타나는 길죽한 홈이 있는 것도 있고 좁아지면서 없어지거나 끝부분에 톱니 모양의 선들이 새겨져 있는 것도 있다. 많은 표품에는 두꺼운 홈들과 평행하지 않은 미세한 선들이 있다. 이들은 텍타이트 내부에 퍼져 있는 실리카의 함량변화와 일치하는 뒤틀린 층리(슐리렌)가 표면으로 노출된 것이다. 이들은 점이적으로 뭉농형 텍타이트의 층리로 변해간다.

오스트레일라이트와 이들의 연관형들은 오스트레일리아에서 발견되는 텍타이트의 약 10％를 차지한다. 이들은 특징적으로 렌즈 모양을 하고 있지만, 그 주변에는 불룩한 테두리가 붙어 있어서 전체적으로 아이스크림의 받침 모양을 하고 있다. 오스트레일라이트의 세부명칭에 있어서, 받침의 아랫부분에 해당하는 부분을 전면부라 하고 아이스크림의 표면에 해당하는 부분을 후면부라고 하며, 받침의 불룩한 테두리를 플랜지(flange)라고 한다. 오스트레일라이트의 전면에는 둥근 모양의 낮은 능선들이 표본의 전체적인 윤곽과 함께 동심원상으로 배열되어 있다. 한 세트의 미세한 능선들이 중심부로부터 방사상으로 퍼져 있다.

플랜지가 있는 오스트레일라이트를 절단했을 때 나타나는 슐리렌의 모양은 용융된 유리가 전면부에서 뒤쪽으로 끌리면서 플랜지에서 감겼음을 보여준다. 플랜지가 있는 오스트레일라이트는 스플래시형 텍타이트와 매우 유사한 물체의 전면부가 가열·용융되어 형성된 것으로 추정되고 있다. 스플래시형 텍타이트와 오스트레일라이트의 중간단계에 해당하는 유형의 텍타이트도 발견되는데, 이중 일부(핵형 텍타이트)는 플랜지의 일부나 전체가 떨어져나갔으며 다른 것들은 날카로운 돌기 없이 훌륭한 렌즈 모양으로 나타난다.

일부 텍타이트에는 광택있는 완만한 표면을 가진 내부공동이 있다. 이러한 공동들은 때로 약 수백만분의 1기압의 헬륨과 네온을 함유하기도 하지만, 다른 공동들은 1기압에 약간 못 미치는 대기성분의 기체들을 포함하고 있다.

분포

텍타이트는 스트륜필드(strewn-field)라고 하는 특정지역에서만 나타난다(지도 참조). 3,300만 년 전으로 연대측정된 북아메리카의 스트륜필드에서는 수만 개의 텍타이트들이 나타나는데, 대부분은 스플래시형이지만, 뭉농형과 핵형의 표본들도 조금씩 나타난다.

1,500만 년 전으로 연대측정된 체크와 슬로바키아의 스트륜필드에서도 수만 개의 텍타이트 표본들이 발견되는데, 이는 기본적으로 북아메리카에 나타나는 텍타이트와 같은 형들이다. 코트디부아르의 스트륜필드에서는 약 100만 년 전으로 연대측정된 수백 개의 텍타이트 표본들이 나타나는데, 이들의 대부분은 스플래시형이지만 핵형에 가까운 표본들도 약간 나타난다.

코트디부아르의 마이크로텍타이트는 라이베리아의 해안가에서 발견되었는데, 이들의 대부분은 이 지역에서 나타나는 대형 텍타이트와 비슷한 조성을 갖지만, 5％ 정도는 대형 텍타이트보다 많은 염기성 조성을 갖는다.

오스트랄라시아 스트륜필드는 남중국에서부터 시작하여 말레이 열도를 거쳐 오스트레일리아와 태즈메이니아까지 발달한다. 이곳에서는 마이크로텍타이트와 함게 암녹색형 텍타이트가 소량 나타나는데, 이는 스트륜필드가 마다가스카르처럼 멀리 떨어진 곳까지 포함하여 인도양의 대부분에 걸쳐 분포하고 있었음을 나타낸다. 이곳에서는 수백만 개의 표품들이 채취되었는데, 이들의 대부분은 스플래시형이지만, 라오스, 타이, 베트남 남부 등지에서는 뭉농형도 상당량 발견되었다.

특성

마이크로텍타이트를 포함시킬 경우, 텍타이트의 조성은 매우 다양하게 나타난다.

텍타이트의 조성은 지구상의 초염기성암과 다소 비슷한 것에서부터 지구상의 화성암보다 강한 산성을 띠는 것에 이르기까지 다양하다. 실리카(SiO₂)는 다른 산화물과의 관계를 나타내는 편리한 변수이다. 실리카의 함량이 58~85％인 경우, 대부분의 산화물은 실리카의 함량이 감소함에 따라 일정하게 증가하는 경향을 띤다. 예외적인 것으로는 산화칼륨(K₂O)이 있는데, 이는 실리카의 함량과 비례하여 증가하는 경향을 띤다.

실리카의 함량이 50~58％인 경우에는 새로운 경향이 나타나는데, 이때 알루미나(Al₂O₃)의 상대적인 함량은 일정하며 산화마그네슘(MgO)의 함량은 실리카의 함량이 풍부할 때보다 빠르게 증가한다. 보통의 텍타이트는 실리카 함량이 70％ 정도이며 산화나트륨(Na₂O)과 산화칼륨(K₂O)이 부족하고 산화마그네슘과 산화철(Ⅱ)(FeO)이 농집되어 있는 차이가 있지만, 화강암의 조성과 매우 유사하다. 이러한 조성은 셰일과 사암의 중간조성을 갖는 암석의 조성과 비슷하다. 텍타이트의 조성에 대비되는 지구상의 화성암은 존재하지 않는다.

따라서 텍타이트가 만약 지구기원이라면, 이들은 화성암보다는 퇴적암 기원일 것으로 추정되고 있다.

새로운 분석결과에 의해 밝혀진 바에 의하면, 텍타이트 내에 존재하는 수분의 양은 100ppm 정도에 불과하여 지구의 화성암이나 퇴적암 내에 존재하는 수분의 양에 비해 훨씬 적다. 텍타이트는 지구상의 가장 유사한 암석에 비해 비교적 용융점이 낮은 휘발성 원소들 특히 구리·납·주석·탈륨·인듐·비스무트가 부족하다.

지구의 다른 암석들과 마찬가지로 니켈·코발트·귀금속(금·백금)은 소량 함유되어 있다. 텍타이트의 역사에 관한 많은 정보는 방사성 동위원소의 연구로부터 얻을 수 있다. 가장 중요한 방사성 동위원소로는, 원자량이 40이며 9억 년의 반감기가 경과하면 아르곤-40(⁴⁰Ar)으로 붕괴하는 칼륨-40(⁴⁰K)이 있다. 물질 중에 포함되어 있는 ⁴⁰Ar은 강하게 가열할 경우에 방출된다. 따라서 텍타이트 내에서 발견되는 ⁴⁰Ar의 양과 ⁴⁰K의 양을 비교함으로써 전체물질이 용융되었던 시기를 알아낼 수 있다.

위에서 인용된 스트륜필드들의 지질시대는 칼륨-아르곤 연대측정법에 의해 얻어진 값들이다. 우라늄 동위원소인 ²³⁸U도 역시 자연적으로 핵분열을 일으키면서 붕괴한다. 핵분열을 통해 형성된 입자들의 비적(飛跡)들은 유리에 남게 되는데, 이들은 수백만 년이 경과해도 연마면을 부식시키면 그 흔적을 알아낼 수 있다. 우라늄의 양과 비적들의 수를 비교하면, 유리의 마지막 용융시기를 알 수 있다.

지구대기의 외부에 있는 우주공간을 지났던 물체들은 1차 우주선(宇宙線)의 작용을 받으므로 많은 동위원소들, 특히 그중에서도 알루미늄-26(²⁶Al)이 생성된다.

텍타이트에서 ²⁶Al을 찾으려고 여러 차례 시도했으나 실패했는데, 이들이 나타나지 않는다는 사실은 텍타이트가 고립된 물체로서 우주공간 중에 존재한 기간은 100만 년에 훨씬 못미침을 의미한다. 텍타이트에 대한 관찰은 텍타이트 중의 원자핵과 1차 우주선과의 충돌로 인해 형성되는 핵분열 파편들의 비적을 통해서도 가능하다. 이러한 방법을 통해 형성된 핵분열 비적은 ²³⁸U의 붕괴에 의해 형성된 비적들과는 다르다.

그러나 텍타이트에는 이러한 비적들이 전혀 나타나지 않는데, 이는 우주공간 중에 텍타이트가 체류했던 기간이 최대한 1,000년 이내임을 의미한다.

텍타이트가 현재와 같은 화학성분에 도달한 이후부터 경과된 시간은 루비듐-81(81Rb)과 루비듐의 붕괴산물인 스트론튬-87(⁸⁷Sr), ²³⁸U과 납-206(²⁰⁶Pb), ²³⁵U와 ²⁰⁷Pb, 토륨-232(²³²Th)와 ²⁰⁸Pb 등과 같이 방사성 붕괴계열 내에 나타나는 동위원소 짝들로부터 구할 수 있다.

루비듐·우라늄·토륨 등과 같은 원소들은 용암생성작용에 의해 화산암 내에 농집되므로, 화산암 내에서 스트론튬이나 납과 같은 방사성 붕괴작용의 최종생성물이 생성되는 속도도 크게 증가한다. 텍타이트 내에서 스트론튬에 대한 루비듐의 비는 일정 범위의 변화를 보여주므로, 스트론튬 동위원소비(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)의 초기값(⁸⁶Sr은 방사성 붕괴를 일으키지 않는 비방사성 동위원소이기 때문에 이용됨)과 용암이 형성된 이후에 경과된 시간을 측정할 수 있다.

이러한 방법을 직접 적용하여 절대연령을 측정해본 결과, 텍타이트의 절대연령은 1억 년 이내로 나타나게 되는데, 이러한 값은 너무 작아서 정확하게 측정될 수 없다. 그러나 휘발작용으로 인해 일어날 수 있는 효과를 고려하고, 스트론튬의 초기 동위원소비(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)를 알고 있다고 가정했을 경우, 대부분의 텍타이트의 절대연령은 약 3억 년이며 코트디부아르에서 나타나는 텍타이트의 절대연령은 20억 년에 달하는 것으로 해석되었다(방사성 연대측정법).

성인

달을 벗어난 외계로부터 기원한 것으로 여겨지는 운석들은 수백만 년 동안 우주공간에서 체류했음을 나타내는 동위원소와 핵분열 비적들을 포함하고 있다.

반면 텍타이트는 우주공간에 체류한 시간이 최대 1,000년 정도이므로, 달을 벗어난 외계로부터 기원하지 않은 것으로 여겨지고 있다. 텍타이트가 지구상의 일부 지역에 제한되어 분포한다는 점은 이들이 국부적으로 일부 지역에만 분산되어 떨어졌음을 나타낸다. 지구궤도 주변의 우주공간을 운동하는 물질들은, 평균밀도가 물의 밀도의 약 100만 배 이상에 달할 정도로 크지 않다면, 태양의 차별적인 인력에 의해 분리되어 우주공간에 퍼질 것이다.

이 정도로 밀도가 크고 지름이 오스트랄라시아 스트륜필드의 지름과 같은 텍타이트들의 구름이 존재했다면, 이들은 이 지역을 수m 깊이로 덮어야 하나 이러한 현상은 관찰되지 않는다. 이러한 사실들 역시 텍타이트가 지구-달계 내에서 기원했음을 나타낸다.

아폴로 12호에 의해 채취된 표품들 가운데 하나는 주요원소의 조성에 있어, 자바에서 발견되는 일부 텍타이트들의 조성과 매우 비슷한 값을 보여준다. 그러나 희토류원소들과 바륨·우라늄·토륨 등의 함량에 있어서는 상당한 차이가 있기 때문에 이 표품이 진짜 텍타이트인지의 여부는 의문시되고 있다.

텍타이트가 특히 달에서 기원했음을 나타내는 중요한 증거들은 오스트레일라이트에 대한 공기역학적인 연구에서 찾을 수 있다. D. R. 채프먼은 텍타이트 유리의 렌즈 부분을 채취해, 아크 제트(arc jet)에 의해 가열된 기류에 놓았는데, 그결과 용융된 유리는 뒤쪽으로 흘러 오스트레일라이트에서 관찰되는 것과 비슷한 플랜지를 형성했다. 또한 이러한 외형적인 유사성 이외에도 박편관찰에 의해, 자연적인 플랜지와 인공적인 플랜지의 유리에는 모두 특징적인 습곡 모양의 내부구조가 나타난다는 사실이 확인되었다.

이러한 연구들로부터 플랜지가 있는 오스트레일라이트의 특징적인 형태가 공기역학적인 융제(融劑：공기와의 마찰시에 일어나는 용융에 의한 침식)에 의해 형성되었다는 것을 알 수 있다. 또한 이러한 융제를 일으키기에 적합한 조건들에 대한 수많은 분석들에 의하면, 물체가 수평방향에 대해 큰 각도로 대기권으로 진입할 경우에는 융제를 일으키는 데 11km/s 정도의 속도가 필요한 것으로 밝혀졌다. 반면 물체가 거의 수평으로 대기권으로 진입할 경우에는 융제가 8km/s에서도 일어날 수 있는 것으로 밝혀졌는데, 이러한 속도는 지구주위를 도는 인공위성의 주변에서 관찰되는 속도와 일치한다.

채프먼과 다른 학자들은 만약 어떤 방식으로 대기 전체가 제거되거나 공기가 텍타이트와 같이 움직이는 현상과 같은 특수한 상황이 일어나지 않는다면, 텍타이트가 지상으로부터 대기권을 통해 탈출한다는 사실은 물리적으로 불가능하다고 밝혔다.

텍타이트는 그들의 속도가 공기의 속도와 비슷하게 감소하지 않는다면, 정상적인 대기의 약 1％ 이상을 통과하지 못한다.

텍타이트의 외계기원을 선호하는 2번째 사실은, 많은 텍타이트들이 기포(기공)가 1％ 이하로 수분함량이 낮고 균질한 유리로 구성되어 있다는 점이다. 전형적인 지구의 암석이나 토양은 5,000ppm 이상의 수분을 함유하고 있다. 따라서 이들을 가열할 경우 이만큼의 수분은 대기압에서 유리에 비해 30배 이상의 부피를 갖는 기포들을 형성하기에 충분하다.

텍타이트가 지구기원이라면, 이러한 기포들이 형성되어 빠져나가야 한다. 지름이 수백㎛이고 점성이 100P(푸아즈)인 전형적인 기포들이 1,800℃ 정도로 가열되었을 때, 지표면에서와 같은 인력을 받는 조건하에서 1cm를 이동하는 데 약 15분이 걸린다. 그러나 비행중인 텍타이트는 중력을 받지 않았고 수초 이내에 1,800℃ 이하로 냉각되었을 것으로 여겨진다. 따라서 기포들이 형성되었다 할지라도 그대로 남아 있었을 것이다.

텍타이트에 대한 달기원설에 대해서는 상당한 논쟁이 있다.

가장 중요한 사실은 달표면에 대한 분석결과 어떠한 표면도 텍타이트의 조성을 갖고 있지 않았다. 또한 있다 하더라도 이러한 영역들은 제한되어 있었다. 따라서 텍타이트가 운석충돌에 의해 달에서 튕겨나왔다는 학설은 형성된 텍타이트들 가운데 많은 것들이 제거되고 산성의 조성을 갖는 것들만 남아 있을 수 있는 메커니즘을 설명해야 한다. 다른 가능성은 텍타이트가 운석충돌이 아닌 화산작용에 의해 분출되었다고 보는 것이다. 그러나 지구상의 분출화산들은 항상 산성이지만, 이와 유사한 산성의 화산작용이 달에서도 일어났는지의 여부는 아직 밝혀지지 않고 있다.

달기원설에 반대되는 2번째로 중요한 사실은 텍타이트가 지구상에 부분적으로 분포한다는 점이다.

달에 있는 몇몇 분화구들로부터 분출된 물질이 텍타이트가 분포하는 스트륜필드처럼 지구상의 일부 지역에만 분포할 수 있는 자세한 메커니즘이 고안된 바 있다. 그러나 이 메커니즘은 지구를 비껴 태양의 궤도로 들어간 텍타이트들이 어떻게 될 것인가에 대한 문제점을 갖고 있다. 계산결과에 의하면 태양의 궤도로 들어간 텍타이트들도 결국은 지구에 의해 포획되며 지표면에 균질하게 분포해야 하는 것으로 나타났지만 관찰결과는 이와는 확실하게 반대이다.

텍타이트의 달기원설이 받아들여지려면, 먼저 텍타이트가 태양궤도 내의 우주공간 중에 존재하는 비교적 짧은 기간 동안 파괴되어 지구로 되돌아올 수 없는 메커니즘이 제시되어야만 한다. 텍타이트의 조성은 지구 지각의 조성과 매우 유사하다. 달물질의 암석학적인 분석에 의하면 달은 지구의 현무암과 상당히 유사한 현무암질 암석을 생성하는 것으로 밝혀졌다.

그러나 텍타이트의 달기원설을 따르자면 달에 지구의 화강암과 유사한 암석이 존재해야 한다.

텍타이트 내에 들어 있는 기체성분들의 분석에 의하면, 일부 기공들은 거의 비어 있지만 다른 것들은 산소·질소·아르곤이 대기와 같은 비율로 채워져 있음이 밝혀졌다. 이런 기공들은 기체들이 빠져나갈 수 있는 틈이 없는 것으로 보인다. 만약 이 기체들이 텍타이트가 액체였을 동안 포획된 것이라면, 이들의 존재는 텍타이트가 지구기원임을 암시한다.

텍타이트가 나타나는 스트륜필드와 지구의 충돌구덩이의 위치가 서로 대비된다는 사실은 텍타이트에 대한 지구기원을 뒷받침하는 증거로 인용되어왔다. 예를 들어 코트디부아르 텍타이트는 가나에 있는 보숨트위 운석구덩이로부터 300~1,600km가량 떨어진 지점에 위치하는데, 텍타이트와 운석구덩이의 연대는 모두 100만 년 정도이다. 보숨트위 운석구덩이의 유리와 코트디부아르 텍타이트는 화학조성, 루비듐 대 스트론튬 비, 칼륨-아르곤 연대측정, 납 대 우라늄 비, 산소동위원소비 등에 있어 매우 유사한 것으로 확인되었다.

이러한 측정치들의 유사성이 개별적으로는 별다른 의미를 갖지 못하지만, 모든 값들이 모두 유사하다는 사실은 이들간의 확실한 관계성을 나타내는 것으로 보인다. 따라서 대부분의 전문가들은 운석구덩이와 텍타이트가 서로 성인적으로 연관되어 있다고 주장하고 있다.

많은 텍타이트들은 니켈-철 소구체(小球體)들을 포함하고 있으므로, 만약 텍타이트가 지구상에서 형성되었다면 혜성이나 운석의 충돌과 관계가 있었을 것으로 추정할 수 있다.

이들의 조성을 생각하면, 충돌은 사암의 조성을 갖는 물질 내에서 일어났음이 틀림없다. 오스트레일라이트와 코트디부아르 텍타이트의 경우는 이들이 나타나는 지역에 암녹색형 마이크로텍타이트의 특징적인 성분인 특정한 휘석암을 매우 작은 비율로 함유하고 있어야 한다. 입자들이 가속된 속도는 오스트랄라시아 스트륜필드의 전역에 걸쳐 6km/s 정도였음이 분명하지만, 전세계적으로 분포하지 않는 것으로 보아 그 이상의 속도는 매우 드물게 나타났음을 알 수 있다.

비교적 균질한 유리의 형성과 매우 짧은 기간 동안 물이 빠져나간 사실로 미루어 텍타이트가 형성된 지역의 온도는 2,000℃ 이상까지 도달했던 것이 확실한 것으로 추정된다. 대기는 충격이나 다른 이유로 인해 충돌장소에서 제거되었거나, 수십m/s 정도의 속도로 텍타이트와 함께 빠져나간 것으로 추정된다. 이상과 같이 텍타이트의 형성 장소가 지구인지, 달인지, 달의 외부인 우주공간인지를 설정하는 것은 어렵다. 따라서 텍타이트의 성인에 대한 수많은 소극적 증거들이 만족스럽게 설명될 수 있을 때까지 텍타이트의 성인문제는 미해결 상태로 남아 있게 될 것이다.