[아하! 우주] 과거 화성 표면의 20%는 ‘바다’였다!

-새로운 화성 지도에서 증거 발견

새로 작성된 화성의 대기권-지표 지도를 분석해본 결과, 과거 '붉은 행성'의 지표 20%가 바다로 덮여 있었다는 연구결과가 나왔다고 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 5일(현지시간) 보도했다.

연구에 따르면, 물의 양은 지구 대서양보다 많았지만 오래 전 모두 우주로 증발되고 말았다고 한다. 앞으로 연구가 더 진척되면 화성의 지표 아래 얼마나 물이 남아 있는지 알 수 있을 것으로 전망된다.

현재 화성의 지표는 춥고 건조하지만, 수십억 년 전 많은 강과 호수, 그리고 바다가 존재했던 증거를 수없이 보여주고 있다. 물이 있는 곳에는 어디든 생명이 서식할 수 있다. 과학자들은 화성에 오랜 기간 물이 존재했던 만큼 생명체가 나타나 진화할 수 있는 충분한 시간이 있었을 것으로 보고 있다. 또한 지표 아래 대수층에 생명이 현재 서식하고 있을지도 모른다는 예측을 조심스레 내놓고 있다.

화성의 바다가 왜 사라져버렸는지, 그리고 화성 지표 아래 물이 얼마나 있는지는 아직까지 밝혀지지 않고 있다. 이러한 미스터리를 풀려면 화성 대기 안에 있는 물이 어떤 물인지를 먼저 알아내야 한다.

보통 물은 하나의 산소 원자가 두 개의 수소원자를 붙들고 있는 형태이다. 그런데 이들 수소 중 하나나 둘이 핵 안에 중성자가 하나 있는 중수소일 수가 있다. 그런 물을 중수(重水)라고 한다. 중수는 보통 물보다 무겁기 때문에 다른 현상을 보인다. 예컨대, 중수는 보통 물에 비해 화성 지표에서 더 빨리 증발될 수 있다. 화성 대기가 메탄으로 되어 있기 때문이다. 태양 복사가 중수를 수소와 산소로 분해하고, 수소는 화성 중력을 벗어나 우주로 탈출한다.

현재 화성의 물 성분에서 중수소가 차지하는 비율을 조사함으로써 과학자들은 과거에 화성에 물이 얼마나 있었는가를 알아냈다.

화성 대기의 물에 포함되어 있는 수소와 중수소의 비율을 보여주는 새로운 지도를 작성하는 데는 칠레의 초거대망원경(Very Large Telescope)과 하와이에 있는 미국항공우주국(NASA)의 적외선 망원경과 케크 망원경 등이 2008년에서 2014년까지 수집한 데이터를 사용했다.

연구자들은 화성의 어느 지역 물성분을 조사해본 결과 중수의 비율이 예상보다 높다는 것을 알아냈다. 이는 지구의 물에 비하면 거의 7배에 육박하는 수준으로, 화성의 바다가 과거에 많은 물을 잃어버렸음을 말해주는 것이다.

"우리는 이제 화성에 얼마나 많음 물이 있었는가에 대해 자신있는 예측 값을 내놓을 수 있습니다" 하고 설명하는 제르니모 빌라누에바 나사 행성 과학자는 "이번 연구 작업으로 우리는 화성의 역사에 대해 한 걸음 더 나아갈 수 있는 기틀을 마련했다"고 덧붙였다.

새로운 발견에 근거하여 과학자들은 40억 년 전 화성은 지표를 20% 뒤덮을 만큼 많은 물을 가지고 있었다는 결론에 이르렀으며, 그 87%는 우주로 증발했지만, 아직도 화성 지각 아래에는 다량의 물이 있을 것으로 예측하고 있다. 앞으로 화성 대기 물 지도가 더 세밀히 작성되면 화성 지표 아래 얼마나 물이 남아 있는지 알 수 있을 것으로 전망된다. 이번 연구는 저널 사이언스(3월 5일)에 발표되었다.

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이광식 통신원 joand999@naver.com