화성 지하에서 바다 규모의 물 흔적 발견

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• 화성 지하 5.4~8km 깊이에 저속층 확인
• 다공성 암석에 물이 채워진 대수층으로 해석돼
• 생명체 존재 가능성, 미래 자원 활용 측면 주목

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화성은 한때 물이 흐르던 행성이었다. 지금은 메마른 붉은 지형만 남아 있지만, 과거에는 강과 호수가 존재했으며, 표면 곳곳에 물이 만든 흔적들이 남아 있다. 그렇다면 그 물은 다 어디로 갔을까? 일부는 극지방의 얼음이 되었고, 일부는 광물에 흡수되었으며, 일부는 대기와 함께 우주로 흩어졌다는 것이 지금까지의 정설이다.

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하지만 이런 설명만으로는 부족하다. 과거 화성에 존재했던 물의 양은 행성 전체를 바다처럼 덮을 수 있었을 정도로 방대했기 때문이다. 과학자들은 그 나머지 물이 지하 어딘가에 숨겨져 있을지도 모른다고 추측해 왔다.

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최근 그 가설을 뒷받침하는 새로운 지질학적 증거가 제시됐다. NASA의 인사이트(InSight) 탐사선이 포착한 지진파 데이터를 분석한 연구에서, 화성 지각 깊은 곳에 액체 상태의 물이 존재할 수 있다는 정황이 확인됐다.

 

 

 

NASA 인사이트 탐사선의 지진파 분석 결과, 화성 지하 5~8km 구간에 바다 규모의 액체 물이 존재할 가능성이 제기됐다. 과거 사라진 물의 행방과 생명 존재 가능성에 대한 실마리를 제공한다.

 

사라진 물의 흔적, 지하에서 발견되다

화성은 약 41억~30억 년 전 노아기(Noachian)와 헤스페리아기(Hesperian) 동안 강과 호수가 흐르던 시기를 거쳤다. 이후 자기장이 사라지고 대기가 희박해지면서 표면의 물은 대부분 사라졌고, 일부는 극지방의 얼음이나 광물 속에 갇힌 상태로 남았다.

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하지만 지금까지 확인된 물의 양만으로는 과거 존재했던 방대한 물을 설명하기 어렵다. 연구에 따르면, '사라진 물'은 화성 전체를 700~900m 깊이의 바다로 덮을 수 있을 만큼 많았던 것으로 추정된다. 이번 연구는 이 물의 일부가 운석 충돌로 형성된 지각의 균열을 따라 지하로 스며들었고, 더 깊은 지하에서는 온도가 상대적으로 높아 액체 상태로 남아 있을 수 있다는 가능성을 제시한다.

 

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운석과 지진이 드러낸 지하 구조

연구진은 2021년 화성에서 발생한 두 차례의 운석 충돌(S1000a, S1094b)과 2022년의 지진(S1222a)이 만들어낸 고주파 지진파를 분석했다. 이들은 지진파가 지하를 통과하며 반사되고 굴절되는 특성을 이용해, 지각 구조를 파악하는 ‘수신기 함수(receiver function)’ 기법을 적용했다. 그 결과, 지표 아래 5.4~8km 깊이에 지진파 속도가 낮아지는 저속층(low-velocity layer)이 존재한다는 사실이 확인됐다.

 

이 영역은 지구의 대수층(aquifer)처럼 물이 채워진 다공성 암석층일 가능성이 크다. 연구진은 이 지하수층이 화성 전역에 걸쳐 퍼져 있을 경우, 행성 전체를 780m 깊이의 바다로 덮을 수 있을 만큼의 물을 저장하고 있을 수 있다고 본다. 이 추정치는 앞서 언급된 '사라진 물'의 규모와도 일치한다.

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생명 가능성과 미래 탐사의 열쇠

액체 상태의 물은 생명체가 존재할 수 있는 가장 중요한 조건이다. 지구에서도 일부 미생물은 지하 깊은 암석층 속 물에서 생존한다. 따라서 화성 지하의 유사한 환경에도 고대 생명체의 흔적이 남아 있을 가능성이 있다. 이 물은 향후 인류의 화성 탐사에서도 식수, 산소, 로켓 연료 생산 등 다양한 용도로 활용될 수 있다.

 

 

 

약 40억 년 전 화성에는 거대한 바다가 존재했을 수 있다. 하지만 시간이 흐르며 표면의 물은 대부분 사라졌고, 현재는 극지방에 얼음 형태로 일부만 남아 있다.

[사진=NASA]

 

물론 수 킬로미터 깊이의 지하수를 직접 탐사하는 것은 아직 기술적으로 어려운 일이다. 그러나 이번 연구는 적도 인근 한 지점에서 얻은 자료만으로 이 같은 가능성을 제시했고, 이는 향후 화성 전체로 관측 범위를 넓힐 수 있는 중요한 출발점이 될 수 있다.

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앞으로의 화성 탐사는 더욱 정밀한 지진계와 시추 기술을 통해 행성 전역의 수분 분포를 파악하고, 생명 존재 가능성을 직접 탐색하는 방향으로 나아갈 것으로 보인다.

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