"화성 적도 얼음 층, 거대 화산 폭발 때문" [우주로 간다]

美 애리조나주립대 연구진, 네이처 커뮤니케이션즈에 연구 결과 발표

반복된 화산 폭발이 화성 적도에 얼음 퇴적물을 만들었을 가능성이 제기됐다.

우주과학매체 스페이스닷컴은 폭발적인 화산 활동이 화성 저위도 지역에 얼음과 화산재를 뿌려 얼음 퇴적물을 만들었을 수 있다는 연구 결과를 소개했다. 이번 연구는 이번 달 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 발표됐다.

새 연구에 따르면, 화성의 고대 화산 폭발이 적도 지역 아래에 존재할지도 모를 얼음의 흔적을 설명할 수 있을 것으로 보인다.

이전 연구에 따르면, 화성 표면에는 풍부한 얼음층이 있으며, 그 대부분이 지구와 마찬가지로 극지방에 집중돼 있다. 그러나 최근 마스 오디세이(Mars Odyssey)와 엑소마스 가스추적 궤도선(ExoMars Trace Gas Orbiter)이 화성 적도 부근에서 높은 수준의 수소를 감지했다. 과학자들은 이 지역 얼음이 먼지나 화산재에 묻혀 있었다면 오랫동안 녹지 않고 유지될 수 있으며, 지금도 여전히 존재할 가능성이 있다고 보고 있다.

“단 한 번 3일간 지속된 폭발, 최대 5m 두께 얼음 층 형성 가능”

유럽우주국(ESA)의 마스 익스프레스 우주선이 촬영한 화성 적도의 물 얼음 (출처=행성과학연구소/스미소니언 연구소)

과학자들은 이 얼음이 극지방이 아닌 적도에서 어떻게 형성됐는지에 주목하고 있다. 이전 연구는 화산 활동이 대량의 수증기를 방출해 얼음 형성의 원인이 됐을 가능성을 제기했다.

미국 애리조나 주립대학 행성과학자 사이라 하미드 박사가 이끄는 연구진은 화성 기후를 컴퓨터 모델로 시뮬레이션해 약 41억 년 전부터 30억 년 전 사이 화성에서 발생한 폭발적인 화산 폭발을 재현했다.

모델링 결과에 따르면, 화산 폭발은 대기 상층으로 수증기를 방출했고 이 수증기가 차가운 화성 대기에서 얼어붙어 얼음 형태로 떨어졌을 가능성이 제기됐다. 연구진은 3일간 지속된 단 한 번의 폭발 만으로도 주변 지역에 최대 5m 두께 얼음 퇴적물을 형성할 수 있다고 추정했다.

하미드 박사는 "수백만 년에 걸쳐 이런 폭발이 반복됐다면, 얼마나 많은 얼음이 쌓였을 지 상상해 보라"며, "폭발적 화산 활동은 저위도 지역에 반복적으로 얼음과 화산재를 뿌려 오늘날 적도 부근에서 관측된 수소 신호를 설명할 수 있는 얼음층을 만들었을 것"이라고 설명했다.

미래 화성 탐사 단서 될 수도

화성 (사진= 트위터 @MikeWehner)

하지만, 그는 화성에서 감지된 수소가 얼음이 아니라 다양한 광물에서 유래했을 가능성도 있다고 지적했다. 또 “앞으로 화성 적도 지역에서 화산재로 덮인 얼음 흔적을 찾는 연구가 이루어진다면, 얼음 존재 가능성을 뒷받침하거나 반박할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

만약 화성 적도에 실제로 얼음 주머니가 존재한다면, 이는 미래의 유인 탐사에 귀중한 자원이 될 수 있다고 그는 강조했다. 하미드는 “우리 연구는 화산 지역이 인간 탐사의 우선 목표가 될 수 있음을 시사한다”고 밝혔다.

연구진은 화산 폭발이 화성 대기에 황산을 분출했을 가능성도 제기했다. 이로 인해 햇빛을 반사하는 에어로졸이 생성돼 화성의 기온을 낮추고 행성 전체가 빙하기로 접어들었고 그로 인해 얼음이 오랫동안 쌓였을 것이라는 분석이다.

하미드 박사는 “이 지역들은 일시적이지만 생명체가 존재할 수 있었던 잠재적 환경이었을지도 모른다”며, “이런 얼음-화산재 퇴적물이 어디에서, 어떤 방식으로 형성됐는지를 이해하는 것은 화성에서 과거의 생명체 흔적을 찾는 데 중요한 단서가 될 것”이라고 설명했다.