칙술루브 충돌체(Chicxulub impactor)는 약 6600만 년 전 백악기 말기에 현재의 멕시코 유카탄반도 부근에 충돌한 천체를 가리킨다. 이 충돌체는 지름 약 10~15km, 질량 1.0×10^15 ~ 4.6×10^17 kg으로 추정되며, 초속 약 20km의 속도로 지구와 충돌하여 칙술루브 충돌구(Chicxulub crater)를 형성한 것으로 알려져 있다. 충돌구의 이름은 충돌 지점 인근의 멕시코 마을 칙술루브(Chicxulub)에서 유래하였다.
이 충돌체의 충돌 시기는 백악기-팔레오기 경계(K-Pg 경계)와 일치하며, 과학계의 광범위한 합의에 따르면 이 충돌로 인해 백악기-팔레오기 대멸종 사건이 발생하여 공룡을 포함한 지구 전체 생물 종의 약 75%가 멸종하였다. 충돌로 형성된 칙술루브 충돌구는 지름 약 180~200km에 달하며, 지구상에서 확인된 충돌구 중 가장 크고 보존 상태가 좋은 것 중 하나이다.
충돌체의 기원과 성분
칙술루브 충돌체의 기원에 대해서는 여러 가설이 존재해 왔다. 2007년에는 소행성족 바피스티나족(Baptistina family)의 충돌 파편이라는 주장이 제기되었으나, 이후 광역적외선탐사위성(WISE) 자료에 의해 바피스티나족의 형성 시기가 약 8000만 년 전으로 수정되면서 이 가설은 설득력을 잃었다.
2024년 8월, 독일 쾰른대학교 마리오 피셔-괴데(Mario Fischer-Gödde) 연구팀은 국제 학술지 《사이언스》(Science)에 발표한 연구에서, 전 세계 K-Pg 경계층 5곳의 퇴적물에서 루테늄(Ru) 안정 동위원소 비율을 분석한 결과, 칙술루브 충돌체가 목성 궤도 바깥의 외부 태양계에서 형성된 탄소질 콘드라이트(carbonaceous chondrite) 계열의 C형 소행성(C-type asteroid)임을 밝혀냈다. 루테늄 동위원소 분석 결과는 충돌체가 혜성(comet)이 아닌 소행성(asteroid)임을 강력히 지지한다.
충돌 각도와 영향
2020년 연구에 따르면, 이 충돌체는 북동쪽 방향에서 지표면에 대해 약 45~60도의 급경사 각도로 충돌하였다. 이러한 각도는 기후 변화를 유발하는 가스의 대기 방출을 극대화하는 것으로 분석되었다.
충돌의 환경적 영향
칙술루브 충돌체의 충돌로 인해 방출된 에너지는 약 10^23~10^24 줄(J)에 달하는 것으로 추정된다. 충돌 직후 발생한 메가쓰나미는 높이가 100m 이상에 달했으며, 일부 시뮬레이션에서는 순간적인 파고가 1.5km에 이르렀을 가능성도 제기되었다. 충돌로 인해 약 25조 톤의 물질이 대기 중으로 분출되었고, 이로 인해 전 지구적으로 대규모 산불이 발생하여 지구 숲의 약 70%가 소실된 것으로 추정된다.
대기 중으로 방출된 미세 규산염 먼지, 황산염 에어로졸, 그을음(soot) 등은 태양광을 차단하여 지구 표면 온도를 급격히 낮추는 충돌 겨울(impact winter) 현상을 초래하였다. 2023년 《네이처 지구과학》(Nature Geoscience)에 발표된 연구에 따르면, 미세 규산염 먼지(입자 크기 1~10μm)가 광합성 활성 복사(PAR)를 2년 이상 완전히 차단하여 지구 생태계의 기초 생산력을 붕괴시킨 것이 대멸종의 주요 메커니즘으로 지목되었다.
충돌구 발견 역사
칙술루브 충돌구는 1970년대 후반 멕시코 국영 석유회사 페멕스(Pemex)의 지구물리학자 글렌 펜필드(Glen Penfield)와 안토니오 카마르고(Antonio Camargo)에 의해 항공 자기 탐사 자료에서 처음 발견되었다. 이후 1990년 앨런 힐데브란트(Alan R. Hildebrand)가 펜필드의 자료를 바탕으로 충돌구의 존재를 확인하였고, 1991년 공식적으로 학계에 보고되었다.
