추석 밤 보름달을 올려다보면 밝은 달 표면 사이로 검은 얼룩이 선명하게 보인다. 토끼가 방아를 찧는 모습으로 익숙한 ‘달토끼’ 무늬다. 이 검은 부분은 수십억 년 전 달에서 흘러나온 용암이 식어 굳은 현무암 평원이다. 옛 천문학자들은 바다처럼 보인다고 해 ‘달의 바다’라는 이름을 붙였다. 그런데 달의 바다는 앞면과 뒷면에 고르게 퍼져 있지 않다. 달의 바다를 이루는 현무암 가운데 약 93%가 지구를 향한 달 앞면에 몰려 있다. 우리가 달토끼 같은 선명한 무늬를 볼 수 있는 것도 이 때문이다. 왜 달의 앞면에서 유독 화산활동이 활발했던 걸까. 중국 베이징대, 홍콩대, 미국 브라운대 등이 참여한 국제 연구진은 지난 8월 국제 학술지 ‘지구물리학 연구 저널: 행성(Journal of Geophysical Research: Planets)’에 달 앞면과 뒷면의 차이를 설명할 새로운 연구 결과를 발표했다. 단서는 중국의 달 탐사선 창어 6호가 인류 최초로 가져온 달 뒷면 암석에서 나왔다. 과학자들은 그동안 달 뒷면의 지각이 앞면보다 두꺼워 마그마가 지표까지 올라오기 어려웠다고 설명해 왔다. 무료 바다이야기 달 앞면에는 우라늄과 토륨처럼 방사성 붕괴 과정에서 열을 내는 원소가 상대적으로 많아 화산활동이 오래 이어졌다는 가설도 있었다. 하지만 이 두 가설만으로는 모든 차이를 설명하기는 어려웠다. 창어 6호가 착륙한 남극-에이트켄 분지는 달 뒷면에서도 지각이 비교적 얇은 지역이지만 달 앞면처럼 넓은 현무암 평원이 만들어지지 않았다. 또 열을 내는 원소가 많지 않은 뒷면에서도 약 28억년 전까지 화산활동이 이어진 흔적이 발견됐다. 연구진은 단서를 찾기 위해 창어 6호가 가져온 달 뒷면 현무암을 분석하고, 달 앞면에서 가져온 창어 5호 시료와 비교해 각 현무암을 만들어낸 마그마가 어떤 맨틀 물질에서 나왔는지를 역으로 추정했다. 특히 연구진은 철과 티타늄이 풍부한 ‘티탄철석’에 주목했다. 달은 탄생 직후 내부의 상당 부분이 녹아 있는 거대한 마그마 바다였던 것으로 추정되는데, 이 마그마 바다가 식으면서 티탄철석을 많이 포함한 물질이 만들어졌다. 분석 결과, 달 앞면의 현무암을 만들어낸 맨틀에는 티탄철석이 약 16~32% 들어 있었던 것으로 추정됐다. 바다이야기게임예시 반면 창어 6호가 착륙한 달 뒷면의 맨틀에는 티탄철석이 약 13~24% 들어 있었던 것으로 나타났다. 연구진은 티탄철석 비율의 차이가 암석이 녹는 온도를 바꿀 것이라 봤다. 실제 계산해보니 티탄철석 함량이 높은 달 앞면의 물질은 녹기 시작하는 온도가 뒷면보다 약 20~30도 낮았다. 달 내부에서 마그마가 만들어지려면 맨틀 암석 일부가 녹아야 하는데, 티탄철석이 많이 포함된 달 앞면의 물질은 상대적으로 쉽게 녹은 것이다. 이는 달 앞면에서 화산활동이 더 넓고 오랫동안 이어진 이유를 설명하는 새로운 결과다. 앞면은 내부에 열이 더 오래 남았거나 지각이 상대적으로 얇았을 뿐 아니라, 맨틀을 이루는 물질 자체도 마그마가 되기 쉬운 성질을 가졌을 수 있다는 것이다. 이렇게 만들어진 마그마가 지표로 흘러나와 넓은 현무암 평원을 만들었다. 다만 연구진은 “현재 결과만으로는 달 전체의 앞뒷면 차이를 단정하기는 어렵다”며 “달 뒷면 다른 지역의 암석을 추가로 확보해 비교하면 달 전체적으로도 비슷한 경향이 나타나는지 확인할 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 참고 자료 Journal of Geophysical Research: Planets(2026), DOI: https://doi.org/10.1029/2026JE009898