화성의 물에 대한 과학자들의 연구

화성에도 과거 물이 있었다는 것은 계곡, 호수 같은 흔적으로 알 수 있다. 화성은 30억~40억 년 전 폭풍우가 치고 물이 흐를 정도로 따뜻했으며 이후 긴 추위가 이어지며 물이 얼어붙게 됐다. 37억 년 전 화성에서 10만 년 이상 흘렀던 강의 증거를 찾아냈다. 

확실한 시기는 모르지만 화성은 약 37~40억 년 전 사이 물은 대부분이 사라졌고, 약 30억 년 전에 현재와 거의 같은 건조한 화성으로 바뀐 것으로 추정된다. 화성의 물은 약 35억 년 전 전후에 사라졌다. 태양에서 방출되는 하전 입자로부터 화성 대기를 지켜주던 보호막 구실을 했던 자기장이 사라져버린 후 발생한 것으로 추정되었다. 그러나 화성이 건조화된 것은 화성의 중력이 지구의 3분의 1밖에 안 됐기 때문이라는 연구도 있었다. 화성의 운명은 처음부터 결정되어 있었던 셈이다. 행성의 크기가 작으면 생명체 서식 가능성을 낮춘다. 행성의 크기가 작으면 물을 잡아두지 못할 뿐만 아니라, 지자기장도 비교적 일찍 사라짐으로써 대기가 얇아진다. 

화성은 약 10년마다 강한 먼지 폭풍이 발생한다. 화성 전체를 휘감는 먼지 폭풍이 발생하여 80킬로미터 상공까지 치솟는 강한 먼지 기둥이 나타나고, 이 기둥들이 화성의 물을 빼앗아가는 역할을 했을 수 있다. 하지만 화성 전체를 휘감는 먼지 폭풍은 아직 많이 연구되지도 않았고 심층적인 연구도 부족해 확실한 것은 아니다. 화성에 존재했던 물이 우주로 방출되었다고 설명하는 과학자도 있다. 화성이 태양과 가까워질 때 대기 온도가 상승하면서 물이 대기로 올라가고, 먼지폭풍과 겹치면서 우주로 날아가 버린다는 설명이다. 그러나 이렇게 없어진 물의 양은 기존에 화성에 있던 많은 양의 물을 설명하기에는 충분치 않다.

하지만 2019년에는 화성의 얼음은 지표면 바로 아래에 있으며, 얼음을 파는 데 굴착기가 아닌 삽을 사용해도 될 정도라는 주장이 나왔다. 2021년에도 화성의 있었던 물이 화성 광물에 합성돼 행성 지각에 묻혔을 가능성이 제기되었다. 시뮬레이션을 한 결과 화성에 존재하는 물의 30~99%가 지각 내 광물(mineral)에 갇혀있다는 주장이다. 광물에 물이 채워진 함수 광물(hydrous mineral)은 지구에도 존재한다. 그러나 지구에서는 화산 활동을 통해 광물의 물이 대기로 방출돼 순환하기 때문에 그 상태가 계속되지 않는다. 반면, 화성은 화산 활동이 없어 광물에 갇힌 물은 그대로 유지된다.

그것은 사실로 확인되었다. 2024년 화성 착륙선(InSight)의 지진파 분석에 의하면 지하 11.5~20km에 대량의 물이 있다. 지하수의 양은 약 30억 년 전 사라진 것으로 추정되는 과거 화성 바다의 물보다 많았다. 화성에 있던 물이 우주로 빠져나가지 않고 지각 안쪽으로 내려간 것이다. 과학자들의 우주 탐구는 세계를 바꾸고 있다.

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2409983121

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