지진 소리로 50년 된 화성 미스터리 풀었다 [여기는 화성]

NASA 인사이트호 자료로 '화성 이분법' 실마리 찾아

화성에서 내부 소리를 관측하던 무인탐사선 인사이트호가 수집한 자료로 50년 간 풀리지 않았던 미스터리의 열쇠를 찾았다고 과학매체 라이브사이언스가 21일(현지시간) 보도했다.

화성 북반구의 약 3분의 2 가량이 저지대로 이뤄져 있으며, 남반구의 평균 고도가 북반구보다 약 5km 가량 더 높은 고지대로 구성돼 남과 북이 불균형을 이루고 있다. '화성 이분법'이라 불리는 이 현상은 그 동안 풀리지 않는 미스터리였다. 

화성 표면의 고도는 북반구와 남반구 사이에 뚜렷한 차이가 있다. 연구자들은 이를 화성의 이분법이라고 부른다. (출처=NASA/JPL/USGS)

화성 이분법의 기원에 대해서는 두 가지 이론이 존재한다. 하나는 화성 내부의 알려지지 않은 어떤 현상 때문에 남과 북이 분리되어 있다는 것이다. 또 하나는 달 크기 물체나 여러 개의 작은 우주 암석과 대규모 충돌로 인해 행성 표면이 다시 형성됐다는 이론이다.

호주 국립대학 지구물리학 교수 흐르보예 트칼치치(Hrvoje Tkalčić)와 중국과학원(CASA) 지질학 지구물리학연구소 웨이지아 선(Weijia Sun) 교수가 이끄는 연구진은 미 항공우주국(NASA) 인사이트 착륙선의 자료를 분석해 화성 이분법에 대한 내부적 기원을 찾을 수 있는 지를 조사했다.

인사이트호는 저지대인 북부와 고지대인 남부의 경계 근처에 위치해 있어 연구진이 이 두 곳의 지표면 아래에서 지진파가 맨틀을 통과하는 방식을 비교할 수 있었다.

사진=NASA

연구진은 “두 곳을 비교해보니 남반구 고지대에서 지진파가 더 빨리 에너지를 잃은 것으로 나타났다"며, “가장 유력한 설명은 남쪽 고지대 아래의 녹아있는 암석이 북쪽보다 더 뜨겁다는 것”이라고 밝혔다.

또, “남반구와 북반구의 온도 차이는 외부 충격이 아니라 화성 내부의 힘에 의해 발생했다는 것을 뒷받침한다"고 설명했다.

NASA의 화성 탐사선 인사이트호의 모습 (사진=NASA)

연구팀은 이러한 두 곳의 내부 온도 차이가 고대 지각 활동으로 설명될 수 있다고 밝혔다. “한 때 화성은 지구처럼 움직이는 지각판을 가지고 있었다"며, “지각판과 그 아래의 용융암의 움직임이 이분법과 같은 것을 만들었을 수 있다”고 설명했다.

이 시나리오에서 남쪽 아래의 마그마는 끊임없이 지각에 밀려 올라가는 반면 북쪽 아래의 마그마는 행성의 핵을 향해 가라앉고 있어 화성 남반구가 북반구보다 더 높은 이유를 설명할 수 있다고 연구자들은 밝혔다.

해당 연구 결과는 작년 말 국제학술지 ‘지구물리 연구 회보’(Geophysical Research Letters)에 실렸다.