화성 맨틀 속 45억 년 충돌 흔적…"덩어리 수십 개 있다" [여기는 화성]

미국 항공우주국(NASA)의 인사이트호가 수집한 자료에서 화성 맨틀 내부에 수십 개의 불가사의한 덩어리가 존재한다는 사실이 확인됐다고 라이브사이언스 등 외신들이 2일(현지시간) 보도했다.

지난 달 말 국제학술지 ‘사이언스’에 실린 새로운 연구에 따르면, 연구진은 2018년부터 2022년까지 인사이트호가 관측한 화성 지진 데이터를 분석해 이 같은 결과를 도출했다.

NASA 연구진이 화성 내부에서 최대 45억 년 원시행성과의 거대 충돌로 인해 남은 여러 개의 덩어리를 발견했다. (출처=NASA/JPL-Caltech)

연구진은 화성 지진이 움직이지 않는 화성의 맨틀을 통과해 전달되는 방식을 분석해 내부에서 주변 물질보다 훨씬 밀도가 높은 덩어리 여러 개를 발견했다.

연구진은 화성 맨틀 내부의 다양한 깊이에서 최대 폭 4km에 달하는 수십 개 구조물을 확인했다. 화성의 맨틀은 약 1천550km 두께의 단단한 암석으로 이뤄져 있으며, 온도는 최대 최대 1천500도까지 올라간다고 알려져 있다.

국 임페리얼 칼리지 런던의 행성 과학자이자 이번 논문 주저자인 콘스탄티노스 캐럴럼버스는 "행성 내부를 이처럼 세밀하고 선명하게 본 적이 없다"며, "우리가 보고 있는 것은 고대 파편들이 박혀 있는 맨틀이다"고 밝혔다.

연구진들이 화성 지진으로 생긴 진동이 화성 내부로 어떻게 이동하는지 분석해 화성 맨틀에서 수십 개의 구조물을 식별했다. (출처=NASA/JPL-Caltech)

연구진은 숨겨진 구조물의 크기와 깊이를 토대로 이들이 약 45억 년 전 태양계 초기 거대한 천체들이 화성과 충돌하면서 형성된 것으로 추정했다. 또, 이들 중 일부는 원시행성으로 외부 간섭이 없었다면 완전한 행성으로 성장할 수 있었던 거대한 암석일 가능성이 높다고 설명했다.

연구진은 화성 지진 신호가 맨틀의 일부를 통과하는 데 다른 신호보다 더 오랜 시간이 걸린다는 것을 포착해 매몰된 구조물을 확인했다. 신호를 역추적한 결과, 주변 암석보다 밀도가 높은 영역을 발견하고, 이 영역이 원래 그곳에서 유래하지 않았다는 사실을 추론해 냈다.

화성은 단일 판으로 이루어진 행성으로, 지각이 여러 개의 판으로 갈라져 있는 지구와 달리 온전히 보존돼 있다. 지구에서는 지각 일부가 다른 판 아래로 밀고 들어가는 ‘섭입(subduction)’ 현상으로 맨틀 속으로 가라앉고, 이로 인해 내부의 용암이 대류를 통해 상승과 하강을 반복한다. 하지만, 화성에서는 이런 현상이 일어나지 않아 맨틀이 고정된 상태로 남아 있으며 완전히 녹지도 않는다.

이번에 발견된 덩어리는 화성의 내부가 지구보다 훨씬 덜 활동적이라는 것을 다시 한번 입증했다.