바이킹 화성 궤도선의 이미지 100개로 합성한 화성 이미지.(출처=NASA/JPL-Caltech/USGS) |
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화성의 지각 아래 바다가 숨어 있을 가능성이 높다는 새로운 연구결과가 발표되었다. 이는 화성의 바다가 오래 전에 우주로 증발되어 사라졌을 거라고 보는 기존의 학설을 뒤엎는 것으로 학계의 주목을 받고 있다.
이전 연구에 따르면 화성은 한때 지구 대서양의 절반 정도 수량으로 화성 지표를 약 100~1500m 깊이로 뒤덮은 바다가 존재했을 것으로 추정되어 왔다. 물이 있는 지구상의 거의 모든 곳에 생명체가 존재하듯이 화성의 바다는 한때 생명체의 고향이었으며, 그 중 일부는 여전히 살아 있을 가능성을 제기한다.
그러나 지금의 화성은 춥고 건조하다. 지금까지 과학자들은 붉은 행성이 자기장 보호막을 잃은 후 태양 복사와 태양풍으로 인해 대부분의 공기와 물을 우주로 빼앗기고 말았다고 생각했다. 현재 화성이 대기 중에 보유하고 있는 물과 얼음의 양은 약 20~40m 두께로 화성 지표를 덮을 수 있을 정도다.
이제 과학자들은 한때 화성이 가졌던 물의 대부분이 화성의 지표 아래에 있는 암석 결정 구조의 지각 속에 갇혀 있을 가능성이 높다는 사실을 발견했다. 연구진은 지난 16일(현지시간) ‘사이언스’ 저널과 달-행성 과학 컨퍼런스에서 발견한 내용을 온라인으로 자세히 설명했다.
과학자들이 화성이 우주로 빼앗긴 물의 양을 추정하는 한 방법은 대기와 암석 내에 있는 수소 수준을 분석하는 것이다. 모든 수소 원자는 핵 안에 양성자 하나를 갖고 있지만, 일부는 여분의 중성자를 가지고 있어 중수소로 알려진 동위원소를 형성한다. 일반 수소는 무거운 중수소보다 행성의 중력에서 더 쉽게 우주로 빠져나간다.
화성 샘플에서 가벼운 수소와 무거운 중수소 원자의 수준을 비교함으로써 연구자들은 시간이 지남에 따라 붉은 행성이 얼마나 많은 수소를 잃었는지 추정할 수 있다. 물 분자는 2개의 수소 원자와 1개의 산소 원자로 구성되어 있다. 태양 복사가 화성의 물을 수소와 산소 분자로 분리시켰기 때문에 화성의 수소 손실 추정치를 알면 화성의 물이 얼마나 사라졌는지를 알아낼 수 있다.
새로운 연구에서 과학자들은 화성에서 볼 수 있는 수소 대 중수소 비율이 원시 화성의 물 30~99%가 화학반응으로 화성 지각 아래 묻히고 나머지 물은 우주로 사라졌음을 말해준다고 설명한다. 전체적으로 연구원들은 약 41억~37억 년 전 고대 화성이 40~95%의 물을 잃었으며, 그들의 모델은 화성의 물의 양이 약 30억 년 전에 현재 수준에 도달했다고 제안했다.
또한 셸러 박사는 "화성이 가지고 있던 물의 대부분은 여전히 지각 안에 잠겨 있을 수 있지만, 이것이 미래의 화성 우주 비행사가 그 물을 쉽게 추출하여 화성 개척에 사용할 수 있음을 의미하지는 않는다"면서 “대체로 화성 지각에는 여전히 물이 많지 않기 때문에 상당한 양의 물을 얻으려면 많은 암석을 가열해야 할 것“이라고 밝혔다.
이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com
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