🌍 광물 이야기 시즌 2 – 제13편：지구 깊은 곳의 비밀 맨틀과 핵 속 광물들

지표면에서 수천 킬로미터 아래, 우리가 쉽게 접근할 수 없는 지구 내부에는 놀라운 광물들이 존재합니다. 바로 맨틀과 지구 핵 속에 숨어 있는 고압광물들이 그 주인공입니다. 이 광물들은 고온과 고압의 극한 환경에서만 형성되며, 우리가 지표에서 보는 광물들과는 전혀 다른 성질과 구조를 가지고 있습니다.

🌋 1. 맨틀 속 광물 – 올리빈과 감람석의 변신

맨틀의 상부에는 올리빈(Olivine) 과 같은 감람석류 광물이 풍부하게 존재합니다. 그러나 깊이가 약 410km를 넘어서면, 이 광물들은 고압으로 인해 웨드라이트(Wadsleyite), 링우다이트(Ringwoodite) 등으로 변합니다. 이들은 고온·고압 환경에서만 안정적인 결정구조를 이루는 고압 다형체입니다.

특히 링우다이트는 물 분자를 포함할 수 있어, 지구 내부의 물 저장소로 주목받고 있습니다.

🪨 2. 핵과 맨틀 경계 – 신비한 경계층

지구의 외핵과 하부맨틀 사이의 경계는 압력이 130만 배, 온도는 4000도에 이르는 극한의 조건입니다. 이곳에서는 페로페리클라스나 페롭스카이트 등 특이한 결정 구조의 광물이 존재합니다.

심지어 최근 연구에서는 이 경계에 다이아몬드가 존재할 가능성도 제기되고 있습니다!

🧪 3. 실험실에서 재현되는 깊은 땅속의 광물

지구 깊은 곳의 광물들은 직접 채취할 수 없기 때문에, 과학자들은 초고압 장비(다이아몬드 앤빌 셀)을 이용해 이 환경을 실험실에서 재현합니다. 이를 통해 맨틀과 핵 속에서 일어나는 광물의 변화와 지구 내부 구조를 추정할 수 있습니다.

🔍 4. 왜 이 광물들이 중요할까?

지구 내부 광물의 연구는 단순한 호기심을 넘어서 지진파의 전파 경로, 지구 내부의 열 흐름, 판 구조 운동의 원인 등을 이해하는 데 핵심적인 단서를 제공합니다.

특히 고압광물은 행성 형성과 진화에 대한 단서를 제공해, 지구뿐만 아니라 다른 행성 연구에도 큰 도움이 됩니다.

🧭 마무리하며

맨틀과 핵은 우리 눈에는 보이지 않지만, 지구 전체의 활동과 진화를 지탱하는 중심부입니다. 그 속에 숨겨진 광물들은 마치 지구의 심장박동처럼, 보이지 않는 곳에서 우리 삶에 영향을 주고 있습니다.

다음 편에서는 이 지구 내부 광물들이 지각의 변동과 마그마 활동에 어떻게 연결되는지 알아보겠습니다.