December 15,2019

화성 상공 80㎞까지 치솟는 먼지 기둥이 물 ‘약탈범’

'우주 엘리베이터' 역할…수십억년 걸쳐 수증기 빠져나갔을 수도

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‘붉은 행성’ 화성 전체를 휘감는 먼지 폭풍 때 80㎞ 상공까지 치솟는 강한 먼지 기둥이 나타나며, 이 기둥들이 화성의 물을 앗아가는 역할을 했을 것이라는 연구 결과가 나왔다.

미국항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)에 따르면 햄프턴 대학 대기행성과학 조교수 니컬러스 헤븐스 박사가 이끄는 연구팀은 화성에서 약 10년마다 나타나 행성 전체에 영향을 주는 강한 먼지 폭풍을 분석한 두 편의 논문을 내놓았다.

연구팀은 최근 몇십년 사이에 가장 심했던 것으로 평가된 지난해 먼지 폭풍 때 ‘화성정찰위성(MRO)’에 탑재된 열 감지 ‘화성기후사운더(Mars Climate Sounder)’와 카메라(MARCI)로 관측한 자료를 활용해 먼지 기둥에 관한 새로운 사실을 밝혀냈다.

지난해 먼지 폭풍은 5월 말에 시작돼 행성 전체를 휘감으며 3개월가량 지속했다. 태양광으로 동력을 얻는 미국의 탐사 로버 ‘오퍼튜니티(Opportunity)’호도 이때 연락이 끊겨 임무 종료가 선언됐다.

연구팀에 따르면 먼지 기둥은 태양 빛으로 열을 받은 먼지가 대기 중으로 날아오르면서 응집된 구름으로, 정상적인 기후 조건에서도 만들어지지만, 행성 전체에 먼지 폭풍이 닥칠 때 많이 늘어나는 것으로 나타났다.

지난해 관측된 먼지 기둥은 처음에는 약 3000여㎢에서 시작된 뒤 80㎞ 상공에 도달했을 때는 28만㎢로 넓어졌으며, 먼지 기둥이 약해지면서 약 56㎞ 상공에 미국(982만6000㎢)보다 넓은 크기의 먼지층을 형성한 것으로 나타났다.

먼지 기둥은 보통 때는 1~2일 정도면 가라앉지만, 행성 전체에 먼지 폭풍이 몰아칠 때는 계속 갱신되면서 수주간 지속하는 것으로 관측됐다.

연구팀은 특히 이런 먼지 기둥이 수증기를 비롯한 화성의 물질을 우주로 실어나르는 “우주 엘리베이터” 역할을 했을 가능성에 주목했다. 대기 중의 먼지가 열을 받으면 상승기류를 만들어 먼지에 갇혀있던 소량의 수증기를 상층 대기로 끌어올려 우주로 보낼 수 있다는 것이다.

헤븐스 박사는 앞선 연구에서 지난 2007년 먼지 폭풍 때 대기 상층부를 떠다니던 물 분자가 태양 복사로 입자로 분리돼 우주 밖으로 빠져나간 것을 보여주는 결과를 내놓은 바 있다.

연구팀은 이런 메커니즘이 수십억년 전 고대 화성에 있던 호수와 강의 물이 사라지게 된 경위를 푸는 열쇠가 될 수도 있을 것으로 보고 있다.

하지만 화성 전체를 휘감는 먼지 폭풍은 아직 10건이 채 연구되지 않는 등 심층적인 연구가 부족해 확실성을 갖고 말할 수 있는 단계는 아닌 것으로 지적되고 있다.

연구팀은 관련 자료가 더 축적되면 화성 전체를 휘감는 먼지 폭풍과 물이 사라지는 과정에서 먼지 기둥의 역할에 관해 더 많은 것을 알 수 있게 될 것으로 기대했다.

두 편의 관련 논문은 ‘대기과학 저널(Journal of the Atmospheric Sciences)과 ‘지구물리학연구저널:행성(JGR:Planets)’에 각각 발표했다.

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