지구과학 and 환경 [지구과학] [표지로 읽는 과학] [표지로 읽는 과학] 돌로마이트, 고대엔 풍부했지만 실험실 제조는 어려워

2023.11.26 16:45

졸리운_곰 조회 수:232

[지구과학] [표지로 읽는 과학] [표지로 읽는 과학] 돌로마이트, 고대엔 풍부했지만 실험실 제조는 어려워

[표지로 읽는 과학] 돌로마이트, 고대엔 풍부했지만 실험실 제조는 어려워

입력2023.11.26. 오전 8:01
사이언스 제공.
이번 주 국제학술지 ‘사이언스’ 표지에는 이탈리아 북동부에 위치한 바위산 ‘트레 치메 디 라바레도’ 사진이 실렸다. 3개의 봉우리를 가진 이 바위산은 ‘돌로마이트’라는 주요 탄산염 광물을 품고 있다.

돌로마이트는 열역학적으로 안정적인 탄산염 암석으로, 석회암과 유사하지만 칼슘과 마그네슘을 동등하게 함유하고 있다는 특징이 있다. 칼슘과 마그네슘 원자가 특정한 순서로 배열돼야 돌로마이트 결정 구조가 형성될 것으로 추정된다.

고대 퇴적암에는 이 광물이 풍부하게 존재하지만, 현대 환경에서는 이 광물이 잘 형성되지 않는다. 이로 인해 지난 세기부터 과학자들은 어떻게 이 광물을 만들 수 있을지에 대한 연구를 실험실 조건에서 지속적으로 시도해왔다. 하지만 광물 제조에 실패했다.

이로 인해 최근 새롭게 떠오른 아이디어는 돌로마이트 구조에 칼슘과 마그네슘 원자가 질서정연하게 배열된 건 아닐 것이란 점이다. 무질서한 방식으로 칼슘-마그네슘 탄산염이 생기고 이후 오랜 시간에 걸쳐 질서가 생기는 것으로 보인다는 설명이다. 무질서한 칼슘-마그네슘 침전물이 용해되고, 과포화용액을 통해 또 다시 침전물이 생기면 다시 무질서한 표면이 형성되는 과정을 반복하며 천천히 질서정연한 돌로마이트 층이 형성된다는 것.

웬하오 썬 미국 미시간대 재료과학공학부 교수 연구팀은 23일 사이언스에 돌로마이트를 생성하려면 불포화 조건과 과포화 조건에서 용액이 순환하는 과정이 필요하다고 밝혔다. 이 같은 순환은 칼슘-마그네슘 탄산염 결정의 생성 과정을 1000만 배 빠르게 만들어 돌로마이트를 생성할 때 반드시 필요한 과정이라고 설명했다. 이는 증발이 일어나는 해양 환경에서 돌로마이트가 형성되는 과정과 일치한다.

연구팀은 이번 연구가 어떠한 지구과학적 작용을 통해 돌로마이트가 형성돼온 것인지 밝히는 과정과 돌로마이트의 빠른 제조를 위한 연구 등에 기초적인 통찰력을 제공할 것으로 보았다.

문세영 기자 moon09@donga.com

 

[출처] https://n.news.naver.com/article/584/0000025063?cds=news_media_pc

 

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