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미국 프린스턴대학 에드윈 카이트 박사팀은 고대 화성 표면에 흐른 물의 흔적이 당시 화산 폭발과 소행성 충돌, 궤도 변화 등으로 잠시 발생했던 따뜻한 날씨 때문에 생성됐을 수 있지만 생명체가 발달할만큼 오래 지속되지는 못했을 것이라는 이론을 발표했다.
이런 이론에 대한 근거는 연구팀이 화성탐사로봇인 큐리오시티가 착륙했던 지점 인근에 있는 ‘아올리스 도르사’(지금으로부터 36억년 전 생성) 지역 내에 형성된 수백의 크레이터(충돌구 혹은 운석공)를 조사하면서 이뤄졌다.
국제 학술지 네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)에 게재한 이번 연구결과는, 화성에 물이 흘렀던 당시의 대기압이 화성 표면의 기온을 상온 이상으로 올릴만큼 따뜻하지 못했던 것으로 추정하고 있다.
연구팀은 화성 표면에 흐른 물의 흔적이 온실가스로 가득한 대기를 가진 행성에서 어떻게 발생할 수 있는지에 대한 설명에 도전했다.
이들은 화성의 크레이터들이 형성될 때의 대기압을 계산하기 위해 미국 항공우주국(NASA)의 화성궤도탐사선(MRO)이 촬영해온 319개의 작은 크레이터의 모습을 고화질로 담아낸 디지털 사진을 분석했다.
연구팀은 두꺼운 대기를 뚫고 들어간 운석에 가해지는 열기와 어마어마한 압력은 이 운석을 부수어버리는 원인이 되지만, 행성의 대기가 두텁지 않으면 작은 운석들도 행성 표면에 도달할 수 있다고 말한다.
즉, 운석이 화성의 대기를 통과해 살아남아 크레이터를 생성시킬 수 있는지는 대기의 밀도가 그 운석을 파괴할 수 있는지에 따라 달려있다는 것. 따라서 화성에 흐른 물의 흔적과 관련, 가장 작은 분화구의 크기가 그때 당시의 대기압과 밀접한 연관이 있으며, “크레이터의 최소 크기는 고대 행성의 대기압을 측정하는 지표가 될 수 있다”고 말한다.
이를 위해 연구팀은 각 크레이터의 크기와 다양한 대기압을 비교하기 위한 컴퓨터 시뮬레이션을 시행했다.
그 결과, 화성의 대기압이 오늘날보다 훨씬 더 두터웠지만 화성 표면을 상온 이상으로 끌어올리기 위한 조건에는 못 미친 것으로 나타났다고 설명했다.
그 대신, 과거 화성에 흘렀던 물의 흔적은 상대적으로 짧은 시기에 형성, 이는 생명체가 발생하기에 필요한 조건인 따뜻하고 습한 상태가 충분히 지속되기 어려웠을 것이라고 연구팀은 덧붙였다.
카이트 박사는 이번 연구결과가 화성의 대기가 온실가스로 가득하고 물이 없었을 경우라는 가정 하에 적절한 상황이며 이런 기준으로 보면 오랜 기간 화성의 평균 온도는 아마 영하의 상태에서 머물렀을 것이라고 말했다.
이번 논문을 살핀 NASA 에임스 연구센터의 우주생물학자 샌조이 솜 박사는 “이번 결과는 우리가 행성 대기에 관한 이해를 하는데 필요한 많은 제약(조건)을 덧붙인다. 고대의 화성 표면에서 안정된 액체 상태의 물이 오랜 기간 지속되는 것은 화성의 생성 초기에 생명체가 존재했을 지에 관한 주된 요인으로 입증될 것”이라면서 “그보다 더 고대에 밀집된 화성의 침전물을 지표로 채택하는 것이 화성의 역사를 알아가는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.
사진=포토리아
윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
