NASA ‘인사이트’가 본 화성 땅속 모습 공개…“3단 케이크 닮아”

미국항공우주국(NASA)의 화성 탐사선 ‘인사이트’호가 지구로 보낸 데이터에는 지구의 이웃 행성인 화성의 지각은 3단 케이크처럼 이뤄져 있는 것으로 나타났다.

2018년 11월 화성의 적도 인근 엘리시움 평원에 안착한 인사이트호는 초감도 지진계(SEIS·Seismic Experiment for Interior Structure)를 사용해 지난 2년간 몇백 차례의 화성 지진(marsquake)을 감지했다. 각각의 지진은 두 세트의 지진파를 방출하는데 인사이트 임무에 참여한 연구진은 그 파형이 움직이는 차이를 분석함으로써 화성의 지각과 맨틀 그리고 중심 핵의 크기 및 구성에 관한 계산을 시작할 수 있었다.

이에 대해 NASA 산하 제트추진연구소(JPL)의 인사이트 임무 책임자인 브루스 배너트 수석 연구원은 “우리는 이런 커다란 질문 중 몇 가지에 답을 시작할 수 있는 충분한 데이터를 갖고 있다”고 말했다.



과학자들은 화성의 지각이 지구처럼 세 가지 층으로 이뤄져 있다는 이론을 세웠지만, 지금까지는 연구할 자료 자체가 없었다. 하지만 이번에 인사이트호가 보내준 데이터를 분석한 연구를 통해 화성의 지각은 화성에서 온 운석을 분석한 기존 연구 결과와 마찬가지로 3개 층으로 이뤄져 있을 수 있는 것으로 나타났다.

연구진은 화성 지진의 1차 파와 2차 파를 비교함으로써 지각의 두께는 평균 약 37㎞이지만, 가장 두꺼운 곳은 67.5㎞에 달한다고 추론했다. 이는 해양 밑으로 4.8㎞, 대륙 밑으로는 29㎞에 달하는 다양한 지각을 가진 지구보다 상당히 두꺼운 것이다.

인사이트호는 화성 토양이 예상보다 단단해 땅을 파고 들어가는 원통형 장치인 ‘몰’(mole·두더지)이 제대로 작동하지 않아 탐사 임무 난관에 봉착했지만, 프랑스 국립우주연구원(CNES)이 제공한 지진계 등 다른 장비들은 다행히도 제기능을 다하고 있다.

지난해 4월 이후 SEIS는 화성 지진 480여 건을 기록했는데 진동은 비교적 약해 진도 3.7보다 크지 않았다.

이에 대해 같은 연구소의 지진학자 마크 패닝 연구원은 “우리가 더 큰 지진을 감지하지 못했다는 점은 약간 놀라운 일”이라면서도 “화성이 지구보다 더 정적인 곳인지 아니면 단지 인사이트호가 조용한 중간 지점에 착륙한 것인지는 아직 확실하지 않다”고 말했다.

인사이트 임무 동안 화성 지진은 한동안 매일 발생했지만 지난 6월 말 갑자기 멈췄다. 이때 화성은 1년 중 가장 바람이 많이 부는 계절에 접어들었다.

지진계에는 차폐물이 설치돼 있지만, 바람이 너무 강해 땅을 흔들면 진짜 지진을 감지하지 못하게 할 수 있다.

연구진은 앞으로 더 많은 주요 지진이 일어나 화성 내부 층에 관한 더 많은 정보를 얻기를 바라고 있다.

배네트 연구원은 “때때로 놀라운 정보를 많이 얻지만 대부분의 경우 자연이 말해주는 것을 알아내려고 애 써 확인한 것”이라면서 “이는 우리에게 정답을 잘 포장한 꾸러미로 제시한다기 보다는 까다로운 실마리들의 흔적을 따라가려고 노력하는 것과 같다”고 말했다.

한편 이번 연구 성과는 지난 15일 미국지구물리학회(AGU) 가상 회의에서 발표됐으며 동료 검토 저널에도 실릴 예정이다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr