화성 지하 ‘호수’는 얼어붙은 점토층일 수 있다
화성에서 액체 물 찾기
화성에서 과거 생명의 흔적을 찾기 위한 연구는 지금도 그 행성에 액체 물이 존재할 가능성을 조사하는 수많은 연구로 이어졌다. 최근 몇 년간 몇몇 연구는 액체 물이 화성 남극의 얼음 아래에 존재할 수 있다고 제안했다.
지하 호수의 레이더 탐지
화성에 액체 물이 있을 수 있다는 가장 설득력 있는 증거 중 하나는 유럽우주국(ESA)의 ‘마스 익스프레스’ 궤도비행체에 탑재된 MARSIS(Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding) 레이더의 관측 데이터에서 나왔다. 레이더는 지면에서 강렬하고 밝은 신호를 포착했는데, 이는 일반적으로 물이 존재할 때 나타나는 현상이다.
액체 물 가설의 문제점
그러나 화성은 평균 영하 62°C의 극한 추위를 보이는 행성이다. 이런 조건에서 액체 물이 어떻게 존재할 수 있는지에 대한 의문이 제기된다. 일부 과학자들은 물에 많은 양의 소금이 녹아 있거나 지열로 인해 따뜻해졌을 가능성을 제기했지만, 화성 남극에서는 어느 쪽도 현실적으로 가능하지 않다는 연구 결과가 나왔다.
대안 가설: 얼어붙은 점토층
《지구물리연구레터스(Geophysical Research Letters)》에 발표된 새 연구는 대안 가설을 제시한다. MARSIS가 탐지한 밝은 레이더 신호가 액체 물이 아니라 ‘스메크타이트(smectite)’라는 동결된 점토층에서 비롯되었을 수 있다는 것이다. 스메크타이트는 화산암이 물과 반응해 형성되며, 구조 안에 상당량의 물을 가둘 수 있는 점토 광물군이다.
화성에서 스메크타이트 증거
연구팀은 스메크타이트를 실험한 결과, 다른 물질과 섞여 있어도 MARSIS가 관측한 것과 유사한 레이더 반사를 만들 수 있다는 사실을 확인했다. 또한 가시광·적외선 데이터를 통해 화성 남극 일대에 스메크타이트가 분포해 있음도 밝혀냈다.
화성 이해에 미치는 함의
화성에서 스메크타이트가 존재한다는 사실은 행성의 역사와 생존 가능성을 이해하는 데 중요한 단서가 된다. 점토 광물이 있다는 것은 화성 남극이 한때 액체 물을 유지할 만큼 따뜻했음을 시사한다. 시간이 흐르며 이 점토층은 얼음 아래에 묻혀 동결 상태로 보존되었다.
향후 연구
스메크타이트의 존재를 확증하고 남극 지하 물질의 정체를 밝히기 위해선 해당 물질을 직접 채취할 수 있는 보다 정밀한 탐사 장비가 필요하다. 향후 연구에서는 화성 전역의 점토 광물 다양성과 이들이 지질 과정에 미치는 영향도 집중 조사될 예정이다.
화성 지하 탐사
화성에서 액체 물과 생명이 살 수 있는 환경을 찾는 노력은 지속될 것이다. 남극 지하층을 연구함으로써 과학자들은 화성의 과거·현재 환경과 생명 가능성을 더 깊이 이해하고자 한다.
