연세대 이용재 교수팀, ‘제논 고갈’ 현상 규명

이용재 연세대 교수

연세대학교는 지구시스템과학과 이용재 교수 연구팀이 지구 대기의 ‘제논 고갈’(Missing Xenon) 현상을 규명할 새로운 연구 모델을 제시했다고 22일 밝혔다.

지구와 화성은 태양계 행성 가운데 불활성 기체인 제논 가스의 농도가 다른 행성에 비해 20배나 낮다. 학계에서는 이를 ‘제논 고갈’ 현상이라 부른다.


그동안 학계에서는 제논이 초고온·고압 환경인 맨틀(mantle)이나 핵에 포획돼 대기 중 농도가 낮을 것이라는 가능성이 제시된 바 있다.

이 교수팀은 대기 중 제논이 다공성 물질인 제올라이트(zeolite·알칼리 및 알칼리토 금속의 규산알루미늄 수화물인 광물의 총칭)에 포획된다는 새로운 가능성을 제기했다.

이를 위해 방사광 가속기로 만들어낸 X-선을 이용, 고온·고압 환경에서 발생하는 제논과 제올라이트의 변화를 측정한 결과 제올라이트의 미세한 구멍 사이에 제논이 갇혀 있게 된다는 사실을 확인했다.

지각운동이 일어나는 과정에서 대기 중 제논이 제올라이트 안에 포획되면서 대기 중 제논의 농도는 낮아질 수 있다는 뜻이다.

이번 연구 성과는 과학저널 네이처지의 자매지 ‘네이처 케미스트리’(Nature Chemistry) 온라인판에 게재됐다.