‘붉은 행성’ 화성의 거미 떼 미스터리 해결됐다 [여기는 화성]

NASA JPL 연구진, 화성 아라네이폼 지형 연구

화성의 남극 등 일부 지역에는 거미처럼 보이는 지형 ‘아라네이폼’(araneiform)이 종종 관측된다. 최근 미국 항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL) 연구진이 이 지형의 비밀을 파헤쳤다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 18일(현지시간) 보도했다.

과학자들은 2003년 처음 화성에서 거미 떼 모양의 지형인 아라네이폼을 처음 발견했다. 모양만 거미일 뿐 크기는 실제 거미보다 훨씬 커 끝에서 끝까지 길이는 약 1km가 넘을 수 있다. 다리 수도 수 백 개에 이를 수 있다. 

2018년 NASA 화성 정찰 궤도선이 관측한 거미 모양의 지형(출처=NASA/JPL-칼텍/애리조나대학)

그 동안 과학자들은 이 지형이 어떻게 형성됐는지 구체적으로 알지는 못했으나, 이산화탄소 얼음과 관련이 있을 것으로 추정해왔다. 최근 NASA JPL 연구진들은 5년 동안 아라네이폼 지형을 시뮬레이션한 연구 결과를 발표했다.

화성 남극에서 발견되는 이산화탄소 얼음을 시뮬레이션하는 데 사용된 액체질소 냉각실 테스트실DUSTIE (출처=NASA/JPL-칼텍)

연구진은 JPL의 액체질소 냉각식 테스트실인 DUSTIE를 이용해 화성 환경을 시뮬레이션했다. DUSTIE를 화성 극지방에 맞는 온도와 기압으로 설정한 다음 연구진은 화성 토양 시뮬레이션에서 이산화탄소 가스를 냉각하고 응축해 이산화탄소 얼음으로 만들었다. 그 다음 얼음이 녹을 때까지 가열해 이산화탄소 가스를 분출한 했더니 토양에 아라네이폼 지형이 생겼다고 밝혔다.

"금요일 늦은 저녁시간, 실험실 관리자가 내가 비명을 지르는 것을 듣고 들어왔다"며, “그녀는 사고가 났다고 생각했다”고 JPL 과학자 로렌 맥키온(Lauren McKeown)이 성명을 통해 밝혔다.

연구진은 이산화탄소 얼음이 거미와 같은 균열을 만드는 과정을 ‘키퍼 모델’이라고 이를 붙였다.

2009년 NASA 화성 정찰 궤도선이 본 화성 남반구의 거미 모양 지형(출처=NASA/JPL-칼텍/애리조나대학)

추운 겨울이 지나면 이산화탄소 얼음이 화성 토양에 형성되고 그 다음 봄이 되면 햇빛이 얼음 토양을 다시 가열한다. 열은 토양에 흡수되고, 이 토양에 닿은 얼음은 녹아 액체로 변하는 단계를 건너뛰고 이산화탄소 가스로 ‘펑’하고 사라진다. NASA에 따르면, 이는 드라이아이스가 연기를 내는 것과 동일한 메커니즘이다.

이 가스는 축적돼 결국 토양에서 분출되면서 화성 표면에 거미와 같은 흉터를 남긴다는 게 연구진의 설명이다. 이번 연구 결과는 국제학술지 '행성 과학 저널'(The Planetary Science Journal)에 소개됐다.

향후 연구진들은 아라네이폼 지형이 화성 전역에서 발견되지 않고 화성 남극 등 특정 지역에서만 발견되는 지 등의 추가 연구를 계속 진행할 예정이다.