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최근 수정 시각 : 2020-03-04 22:19:41

지르콘

파일:나무위키+유도.png   알러지 약에 대한 내용은 지르텍 문서를 참조하십시오.

1. 광물
1.1. 소개1.2. 지질학적 배경1.3. 상업적 가치
2. 극초음속 미사일 3M22 지르콘3. 구글의 새로운 마이크로커널4. 미국의 일렉트로니카 뮤지션5. 보석의 나라 등장인물

1. 광물

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지르콘
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파일:external/triassica.files.wordpress.com/zircon-n-albert-cut.jpg
자형(euhedral)으로 자란 지르콘 결정을 현미경으로 관찰한 모습.[1]
이미지를 클릭하면 자세히 볼 수 있다.
지르콘의 성질
화학식ZrSiO4
결정계정방정계(Tetragonal)
굳기7.5
비중4.68
벽개거의 발달하지 않음[2]
규산염구조독립사면체(Orthosilicate)
결정형각기둥 모양(위 확대 그림이 가장 전형적인 모습)
주요 색상갈색, 적색, 회색, 노란색 등

1.1. 소개

[ruby(Zircon, ruby= zɜrkən)]

지르콘/저콘/저어콘[3]

풍신자석이라는 번역어가 있긴 하지만 학술적으로도 일상어로도 사용되지 않아 사실상 죽은 단어가 되었다. 규산염사면체를 지르코늄이 이어주면서 만들어지는 단단하고 작은 광물이다. 화성암, 변성암, 퇴적암 모두에게서 발견되는 광물이지만 보통은 크기가 무척 작기 때문에 육안으로 발견되는 경우는 경우는 많지 않다. 보통 지르콘 결정의 크기는 0.1~0.3 mm 정도인데, 잘 자란 것도 보통 1 mm를 잘 넘지 않는다. 편광현미경 상으로도 쌀알 관찰하는 정도로 보이게 된다. 이미지 검색을 해보면 상당히 큰 지르콘 결정들도 볼 수 있는데, 이 경우는 드문 경우로 상대적으로 고철질인 페그마타이트나 카보네타이트 환경에서 보고되어 있다. 암석 성분상 지르코늄은 그리 높은 농도를 보이는 원소도 아닐 뿐더러 지르콘이 주성분 광물이 되는 경우도 없지만, 지질학에서는 매우 중요한 광물이다.

1.2. 지질학적 배경

지르콘은 지르코늄이 너무 낮은 농도로 있지만 않다면 변성암이나 화성암에서 얼마든지 자라날 수 있다. 보통 지르콘이 가장 흔하게 발견되는 암석은 화강암 계열의 암석이다. 편광현미경을 이용하면 흑운모백운모 혹은 결정 경계면에서 쉽게 찾아볼 수 있다.

이렇게 크기가 작은데도 불구하고 아주 중요한 광물 취급을 받는 것은 크게 두 가지 정도의 성질 때문이다. 하나는 이 광물이 무척 풍화에 강해서 어지간한 환경에서는 손상되지 않는다는 점이고, 또 하나는 이 광물에서 Zr은 4가 양이온이며 이 자리를 우라늄토륨, 하프늄이 쉽게 치환할 수 있다. 보통 Zr, Hf, Th, U은 고준위원소(High Field Strength Elements, HFSEs)라고 부르는 집단에 속한다. 이들은 마그마가 결정을 만들 때 대부분 참여하지 않는다. 액체와 너무 친하기 때문인데, 바로 이 지르콘은 그런 고준위원소를 잘 받아들이는 마그마 속 몇 안되는 광물이다. 그래서 지르콘 내에는 다른 광물과는 비교를 거부할 정도로 고준위원소 농도가 높다.

그런데 우라늄과 토륨, 하프늄은 모두 연대측정에 탁월한 능력을 가진 원소들이다. 특히 그 중에서 우라늄은 포타슘과 함께 현재 가장 정밀한 연대자료를 제공해주는 고정밀연대측정(High-precision geochronology)의 주인공들이다. 그런데 연대측정에서 가장 중요한 것은 연대 초기값에 들어가는 모원소의 농도인데, 흥미롭게도 우라늄이 붕괴하여 만들어지는 원소는 4가 양이온이 아니라 1~2가 양이온이다. 더군다나 원자반경에도 차이가 꽤 있다. 그래서 지르콘이 성장할 때 우라늄은 잘 받아들이지만 납은 거의 들어갈 수가 없다.

그래서 지르콘이 성장할 때는 광물 내에 우라늄 농도는 높은데 납은 측정이 힘들 정도로 없다.[4] 그래서 지르콘은 그 안의 우라늄과 납의 원소 농도비를 재면 곧 연대값이 도출된다! 대부분의 동위원소 연대측정 시스템이 초기값에 대한 불확실성 때문에 등연대선(isocrhon)법을 활용해야한다는 점을 생각해보면 어마어마한 이점이다.[5]

더군다나 지르콘은 풍화에 무척 강하고 변질도 잘 받지 않는데다가 심지어 결정이 만들어지는 온도도 매우 높아서 마그마 속에서 생존하기도 한다. 따라서 지르콘은 한번 만들어지면 그 광물을 가졌던 암석이 다시 마그마 속에서 녹아 없어지거나, 정말 오랜 시간 풍화되어서 지르콘이 마모되어 사라져버리지 않는 이상, 처음 만들어진 지질학적 시계를 고장 한번 내지 않고 유지시켜준다. 이는 지질학자에게는 엄청난 것이기 때문에 지금도 매년 지르콘 혹은 지르콘의 연대에 관련된 논문이 쏟아져내리고 있다.[6] 심지어 화성암, 변성암, 퇴적암을 가리지 않고 산출한다. 그리고 변성암의 경우에는 큰 변성 과정을 거치면 지르콘이 녹거나 동화되는 것이 아니라 원래 결정은 대체로 그대로 있고 그 위에 덧자란다. 즉, 지르콘의 원래 연대와 변성 연대 두 가지를 덧붙여 가지게 되는 것이다.

이 놀라운 이점은 옛날부터 과학자들의 구미를 당겼을 뿐만 아니라, 바로 이 광물 덕분에 지구의 진짜 나이를 처음으로 알게 되었다. 1956년 클레어 패터슨이 최초로 지구 나이를 45.5억년으로 발표했을 때 사용한 연대측정 광물이 바로 지르콘이다.[7][8] 즉, 온 세계 사람들이 알고 있는 이른바 '지구의 나이'의 값은 사실 지르콘의 연대자료인 것. 나중에 이 운석 속 지르콘 연대가 정말 지구 나이를 대변해줄 수 있는가에 대해서 반백년 동안 검증을 거쳐왔고, 지금까지 큰 무리가 없는 것으로 확인됐다.[9] 한국에서 가장 오래된 암석이라는 것도 변성암 내에서 발견한 지르콘 연대이다.

1.3. 상업적 가치

특별한 지질학적 조건에서 지르콘은 크고 아름답게 자라는 것이 보고되어 있다.[10] 지르콘은 석영과 비슷하게 미량원소의 종류에 따라 다채로운 색을 내며 어떤 경우에는 아주 화사한 파란빛이나 분홍빛을 띠기도 한다. 이런 경우에는 보석으로 가치가 충분히 있다. 그리고 이 광물의 높은 비중과 작은 결정 크기, 그리고 어디서나 많다는 점 때문에 지르콘을 모으면 지르콘 모래가 된다. 이 모래는 마모제와 같은 용도로도 사용되고, 필요한 경우에는 이를 재가공해 규소 성분을 없애고 지르콘산화물의 원료가 되기도 한다. 즉, 지르코늄 원소 자체를 얻는 원료 광물이 지르콘이다. 이렇게 얻은 지르콘산화물(ZrO2)은 특별히 (큐빅) 지르코니아 혹은 큐빅 등으로 불린다. 상당한 내구를 가지고 있고 투명하기 때문에 인공 다이아 재료로 사용된다. 색이 있는 지르코니아는 그것대로 유색 보석을 대신하기도 한다. 해당 문서를 참조.

2. 극초음속 미사일 3M22 지르콘


파일:external/missiles2go.files.wordpress.com/brahmos-2_1.jpg
제원
사거리420~1,000km
비행속도마하8
탄두중량400kg
3M22 지르콘[11]

흔히 브라모스-2로 많이 알려진 러시아-인도 합작의 극초음속 순항미사일이다. 러시아에선 러시아가 개발한 다른 대함미사일과 마찬가지로 광물 또는 원소에서 따온 이름을 붙여 치르콘, 인도에선 브라모스의 후속으로 브라모스-2로 부른다.

순항미사일이면서 종말속도가 아닌 순항속도만 마하 7[12]이라는 무시무시한 속력을 가지고 있다. 현실에 등장한 마하 7 강철미사일 덕분에 대지상 목표를 공격시 벙커나 지하시설 같은 하드포인트 공격용으로도 사용이 가능하다고 한다. 다만 기존 순항미사일보다는 사거리가 짧다. 현재 개발 목표는 400km, 사실상 기존 아음속 순항 미사일보다는 극초음속 대함미사일 기능을 중시하는 것 같다.

외형은 X-51 웨이브라이더(Waverider)와 비슷하며, 현재 지상 테스트 중이다. 극초음속 순항이 가능한 연료 등은 설계가 완료되었으나 시스키밍처럼 낮은 고도에서 마하 7의 속력을 버틸 수 있는[13] 신소재 개발이 어려워 출시가 지연되고 있다. 알려진 바로는 현재 진척으로는 마하 5가 한계인 듯하다.

크기가 기존 P-800 오닉스/야혼트보다 작기 때문에 키로프급이나 리데르급 같은 핵추진 군함부터 오스카급 핵잠수함 후속작인 허스키[14] 핵잠수함과 Su-57 같은 전술기까지 탑재가 가능하다고 한다.

2017년에 마하 8을 달성했다고 한다.

2019년 11월 5일 Navy Recognition 보도에 따르면 러시아가 지르콘 미사일을 장착한 그레미야쉬치급 초계함을 2019년 말까지 러시아 태평양 함대에 배치할 예정이라고 밝혔다.

3. 구글의 새로운 마이크로커널

구글이 차기 운영 체제Fuchsia의 개발을 위해 탄생시킨 새로운 플랫폼이다.

지르콘 커널은 시스템 호출(Futex), 멀티스레드, 가상메모리, 프로세스 간 통신, 객체 지향 프로그래밍을 전부 지원한다.


4. 미국의 일렉트로니카 뮤지션

Zircon 문서 참조.

5. 보석의 나라 등장인물

문서 참조.
[1] 눈썰미가 있는 사람이라면, 그 안에 누대구조(zonning)와 포유물(inclusion)이 들어있다는 걸 알 수 있다. 하나의 작은 결정 안에 수십억 년의 역사가 아로새겨져 있다.[2] 보통은 불규칙 혹은 패각 상의 단구만이 관찰된다.[3] 정식 명칭은 지르콘으로 되어 있긴 하나, 학술 문서에서는 저어콘이라는 표기를 선호한다. 이 때문에, 교양 서적 등에서는 지르콘을 사용하면서도 논문과 같은 전문적인 글에서는 저어콘이 더 많이 등장한다.[4] 완전히 없지는 않은데, 이는 안정동위원소를 통한 비율로 계산해서 빼버릴 수 있다.[5] 포타슘을 활용한 아르곤-아르곤 연대도 바로 이 점 때문에 엄청난 정밀도를 제공해준다. 포타슘 시스템에서는 새니딘이라는 장석의 일종이 이상적인 환경을 제공한다.[6] 특히 이 지르콘을 이용한 우라늄-납 연대측정법이 한국에서 각광을 받기 시작한 것은 20세기 후반에 오스트레일리아 국립 대학교(ANU) 연구팀이 이를 고성능으로 분석해줄 수 있는 장비를 개발해내 한국에서 이를 수입하면서부터이다. 한국 오창 과학단지에 그 기계가 1대 있다.[7] 미국 베린저 운석 구덩이의 디아블로 운석 속에 들어 있는 지르콘의 납-납 동위원소 연대측정법을 활용했다.[8] 이 사례는 닐 디그래스 타이슨코스모스에서도 방영된 바 있다.[9] 물론 정말 지구의 탄생이 어느 순간부터로 봐야 하는지는 생각해 볼 문제. 각각의 단계에 대한 연대자료는 알고 있지만, 과연 언제부터 소행성에서 지구가 될 것인가?[10] 지질학을 공부해보면 느끼겠지만 그런 화려한 광물은 항상 외국에 있다. 그리고 중국엔 없는 것이 없다[11] 러시아에선 치르콘(tsircon)이라고 발음하나 우리가 아는 지르콘(zircon)과 같은 단어다.[12] 거의 단거리 탄도탄 수준 2.38 km/s[13] 기존 무기체계들은 이만 속력내는 놈들은 모두 공기저항이 낮은 고고도나 종말단계에서나 이 정도 속력을 낸다.[14] 현재 설계단계이며 기존 후속작인 머큐리쉽렉-M 후속작과 함께 취소되었다.