리서치 하이라이트

지구, 달, 그리고 화성에서의 Sm/Nd 비율

Nature 452, 7185

네오디뮴-사마륨(neodymium-samarium) 동위원소 시스템은 방사선 시계에 유용한 두 원소이다. 네오디뮴-143에 대한 사마륨-147의 붕괴는 고대 화산암의 연대 및 기원을 연구하는데 있어서 중요한 요소이다. 반감기가 1억 30만년으로, 네오디뮴-142에 비해서 비교적 짧은 반감기를 가지는 사마륨-146의 붕괴는 대륙 지각에서 맨틀 분화의 연대를 측정하는데 이용되는 정밀한 툴이 되고 있다. 하지만, 연대기에서는 전체 행성의 조성은 구립 운석으로 불리는 분화되지 않은 원시 운석과 동일하다고 추정하고 있다. 구립 운석과 지구 샘플 간의 네오디뮴 방사선 동위원소 비율 차이는 상부 맨틀의 초기 분리 또는 구립 운석에서 유래하지 않은 대규모 지구 조성을 의미하게 된다. Caro 등은 16개의 화성 운석에 대한 높은 정밀도의 네오디뮴 방사선 동위원소 연대 측정을 실시하였으며, 화성 역시 비-구립질 조성으로 되어 있다는 사실을 밝혔다. 이러한 연구 결과는 지구, 달, 그리고 화성이 내부 태양계에서 응축되었으며, 따라서 구립 운석의 기원이 되는 것으로 여겨지고 있는 소행성대에서 응축된 물질보다 높은 약 5%의 Sm/Nd 비율을 가지고 있다는 것을 제안하고 있다.