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화성에 생명체 필수조건 ‘액체상태 물’ 새 단서…“남극 밑 반경 20㎞ 호수 있다”

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2018년 07월 26일 16:04 프린트하기

화성은 하얀 모자를 쓴 것처럼 극지방에 얼음층으로 뒤덮인 극관이 있다. 사진은 남극의 극관이다. - 사이언스 제공
화성은 하얀 모자를 쓴 것처럼 극지방에 얼음층으로 뒤덮인 극관이 있다. 사진은 남극의 극관이다. - 사이언스 제공

화성(火星)에 액체 상태의 물이 있음을 뒷받침하는 새로운 단서가 나왔다.

 

이탈리아 국립천체물리학연구소(INAF)를 비롯한 공동 연구진은 화성의 남극을 뒤덮은 하얀 얼음층인 극관 아래 1.5㎞ 깊이에 액체 상태의 물이 반경 20㎞의 호수 형태로 있는 것으로 나타났다고 26일 국제학술지 ‘사이언스’ 온라인판에 발표했다.

 

유럽우주국(ESA)의 화성탐사선 ‘마스 익스프레스’가 2012~2015년 사이 수집한 화성 심층부 및 전리층 음향탐사 레이더(MARSIS) 관측 데이터를 분석한 결과다. 이 레이더는 얼음을 투과하는 저주파를 쏜 뒤 돌아오는 반사파로 지표면 아래의 지형과 구조, 전자기적 특성 등을 알아낸다.

 

우리가 알고 있는 모든 생명체는 액체 상태의 물 없이는 생존할 수 없다. 때문에 액체 상태의 물은 생명체가 존재할 수 있는 최소한의 조건으로 꼽힌다. 연구진이 지목한 거대 호수의 위치는 화성의 동경 193도, 남위 81도로 남극에서도 얼음층이 넓게 펼쳐진 평야 지역 밑이다. 이번 연구를 이끈 로베르토 오로세이 INAF 연구원은 “화성에서 발견한 첫 생명체 거주지가 될 수도 있다”고 밝혔다.
 

연구진은 화성의 남극이 그린란드 등 지구의 극지방과 유사하다는 데 주목했다. 지구의 극지방에는 얼음층 밑 수 ㎞ 깊이에 액체 상태의 물이 모여 있다. 그런데 화성 남극에서 측정한 물의 유전율(전기장 변화 특성) 값을 지구의 극지방과 비교한 결과, 호수로 지목된 지점에서는 주변과 달리 물의 유전율이 지구의 극지방처럼 높게 나타난 것이다.

 

이탈리아 연구진이 화성의 남극에서 얼음층 아래 1.5㎞ 깊이에 액체 상태의 물이 호수 형태로 모여 있다고 분석한 지역(네모 박스)의 위치. - 자료: 사이언스
이탈리아 연구진이 화성의 남극에서 얼음층 아래 1.5㎞ 깊이에 액체 상태의 물이 호수 형태로 모여 있다고 분석한 지역(네모 박스)의 위치. - 자료: 사이언스

그동안 화성에서 발견된 물은 전부 기체 상태거나 고체 상태(얼음)였다. 그럼에도 이미 30년 전부터 과학자들은 화성의 극지방 지하에 액체 상태의 물이 있으리라 예상했다. 극관이 영하 수십 도에 이르는 화성 대기층을 차단해 그 아래는 상대적으로 온도가 높고, 염분이 많아 물의 어는점이 0도보다 훨씬 낮을 것이라는 주장이었다. 여러 화성 토양 샘플에서 물의 어는점을 섭씨 0도에서 영하 75~69도까지 낮출 수 있는 마그네슘과 칼슘, 나트륨 등 금속이온이 과염소산염 형태로 다량 발견되기도 했다.

 

하지만 그동안은 단서가 턱없이 부족해 오래도록 갑론을박이 이어졌다. 연구진은 “액체 상태의 물이 존재할 수 있는 온도를 유지하기에는 극관의 두께가 너무 얇다는 주장에 무게가 실렸었는데, 이번 연구 결과를 통해 상대적으로 얕은 깊이(1.5㎞)에서도 액체 상태의 물이 안정적으로 존재할 수 있음을 입증했다”고 설명했다.
 

최영준 한국천문연구원 우주과학본부장은 “계곡 등에 비해 상대적으로 간과됐던 평야 지역에서 액체 상태 물의 존재 가능성을 뒷받침하는 증거를 찾았다는 데 의의가 있다”면서도 “다만 이번 연구 결과 역시 간접적인 단서를 찾은 것이기 때문에 액체 상태의 물인지, 액체 상태의 이산화탄소인지 아직 확실하게 알 수는 없다”고 말했다.

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