별에서 온 그대 '진주 운석' 나이를 밝히다
[KBSI-세상을 바꾸는 분석과학⑩]SHRIMP, 인류 생존과 발전 토대 '우주'의 끝 본다
분석과학(Analytical Science)은 과학기술의 토양입니다. 일반인들에게는 다소 생소하게 들리겠지만 분석과학은 분석기술(Analytical Technology)과 분석장비(Analytical Equipment)에 관한 연구를 총칭하는 분야입니다. 최근에는 새로운 과학기술을 견인하고, 세계적인 연구 경쟁력을 확보하며, 국가 경제성장도 기여하고 있습니다. 특히 국가 과학기술의 척도로 평가되는 노벨상 수상의 토대로 각광받고 있습니다. 이에 대덕넷은 분석과학을 전문적으로 연구하는 정부출연기관인 '한국기초과학지원연구원'과 함께 분석과학 연구분야와 성과를 소개하고자 합니다.
 2014년 하늘에서 떨어진 '제2의 로또'로 인해 전국이 운석 열풍으로 들썩였다.<사진=극지연구소 제공>
2014년 3월, 우주에서 떨어진 밤손님(?)의 등장으로 어두운 밤하늘이 일순간 반짝였다. 깜짝 주인공은 전국을 운석 열풍으로 몰아넣은 진주 운석이었다. 운석의 나이는 지구의 탄생 시기와 비슷한 무려 45억 살. 진주 운석의 경제적 가치가 순금의 40배라고 한때 잘못 알려지면서 '별에서 떨어진 로또'라는 별명을 갖게 되었다.
오늘날 과학자들이 보는 지구의 나이는 45억6,730만 살. 이를 하루 24시간으로 가정하면 인류가 탄생한 시간은 23시 59분 59초다. 150억 살 우주를 24시간으로 본다면? 인류 역사는 그보다 한참 짧은 0.03초다. 겨우 1초도 되지 않는, 바다의 모래알 정도의 찰나의 시간이라 할 수 있다.인류가 탄생한 이래 지구와 우주의 신비를 밝힐 정확한 생성 시기는 많은 사람들의 관심 대상이자, 풀어야 할 숙제로 남아있다. 지구의 나이는 과학자들의 연구 분야이지만, 인류 공통의 궁극적 호기심이다. 인류와 지구의 존재에 대한 철학적, 본질적인 궁금증을 첨단 과학을 이용해 해결해 가는 과정이 중요한 이유다. 이런 의미에서 2년 전 우리나라에 불시착(?)한 돌덩어리, 진주 운석은 우주와 우리를 이어주는 매우 중요하고도 신비한 교량역할을 해주었다. 진주 운석의 진위여부에 열을 올리며 운석의 금전적 가치에만 집중할 때쯤, 진주 운석의 공식 나이가 처음으로 확인되었다. 바로 2014년 11월 한국기초과학지원연구원(KBSI)이 개최한 '제3회 분석과학국제컨퍼런스'에서다. KBSI 환경·소재분석본부는 고분해능 이차이온질량분석기(SHRIMP-IIe/MC)를 이용해 극지연구소와 서울대학교와 함께 진주운석의 생성시기를 분석하는데 성공했다. 이미 극지연구소, 서울대학교 연구팀과 10여년 이상 남극 운석 및 극지지역 암석과 관련된 여러 공동연구를 수행하고 있어 진주 운석의 연대측정을 더 신속하게 수행할 수 있었다. 진주 운석 연대측정에 사용된 SHRIMP는 이온빔을 시료 표면 미세영역에 쪼인 후 발생하는 동위원소의 이차이온을 측정하는 전문 연구 장비다. KBSI 오창 본원이 2008년 국내 처음으로 도입했으며, 아직까지 SHRIMP는 우리나라에 한 대 설치돼있다.
 KBSI 환경소재분석본부는 생존과 발전 토대인 지구를 이해하는 데 아주 중요한 연구에 앞장선다.<사진=KBSI 제공> SHRIMP 장치 개발이 본격 시작된 것은 아폴로 달 탐사 이후. 달에서 가져온 월석을 분석해야 했지만 기존의 측정 방법에 따라 값비싼 월석을 모두 녹일 수는 없었다. 당시 호주 국립대에서는 암석을 모두 용해하지 않고도 표면에 소량의 마이크로 빔을 쏘아 분석에 필요한 우라늄만 추출해 측정할 수 있는 장비 개발을 시작했고, 그것이 바로 SHRIMP의 탄생이었다. SHRIMP 개발 전에는 시료를 용해시켜야만 분석이 가능했지만, SHRIMP는 광물 시료를 하나씩 분석할 수 있기에 더욱 정확하고 정밀한 측정이 가능하다. 이기욱 환경·소재분석본부장은 "하나의 암석이라 할지라도 부분에 따라 시기가 다를 수 가 있는데, 기존 장비는 암석 전체를 용해시켜야 했기 때문에 의미 없는 평균값을 측정하는 경우가 많았다. 하지만 SHRIMP는 광물의 부분별 연대측정이 가능하다"고 말했다. 대표적 사례가 호주 Jack Hill 지역에서 44억 년 전의 저어콘 발견이다. 우리나라 대이작도에서도 26억 년 전 암석이 발견되며, 새로운 자원에 대한 연구가 진행되고 있다. 이기욱 본부장은 "최근 과학기술 및 산업 분야에서 점점 더 작은 크기의 시료에서 더욱더 정확한 분석을 요구하고 있다"며 "추가적으로 고성능 이차이온질량분석기를 구축하여, 반도체 및 이차전지 재료 특성평가, 운석의 미세 성분 측정 및 태양계 환경 연구, 미세핵입자 분석 등 연구수요에 대응하겠다"고 계획을 밝혔다. 과거의 기록을 통해 현재를 이해하고, 미래를 예측하는 것은 매우 중요하다. 연대측정은 기초과학의 기초 자료이며, 곧 본질이다. 인류 생존과 발전인 토대인 지구를 이해하는 데 KBSI의 중요한 역할을 기대해본다. ☞ 출처 : http://www.hellodd.com/?md=news&mt=view&pid=57584 | 
