과학자들이 화성의 적도 부근 넓은 지역에서 토양 밑에 얕게 가라앉아 있는 많은 얼음 퇴적물을 발견했다고 17일 ‘사이언스’ 지가 보도했다.

이번 발견은 2001년 화성 궤도에 진입한 NASA(미 항공우주국)의 우주선 ‘오딧세이’에서 수집한 데이터를 재분석한 것이다. 화성 궤도를 돌고 있는 ‘오딧세이’는 화성 표면에서 분출되고 있는 중성자를 관측해왔다.

과학자들은 이 중성자의 수를 파악한 후 화성 표면에 존재하는 수소의 양과 함께 물의 양을 추정해왔다. 화성 표면 아래 이처럼 대량의 얼음이 묻혀 있다는 것은 토양 등에 섞여 있는 수분 함량이 26%를 넘는다는 것을 의미한다.

첨단 분석기술 통해 얼음 지도 작성    

존스 홉킨스 대학 응용물리학연구소(APL)의 행성학자인 잭 윌슨(Jack Wilson) 교수는 “데이터 분석 결과 많은 양의 물이 얼음으로 변화해 화성 표면 아래 깊고 낮은 곳에 다양한 형태로 흡수돼 있는 것으로 확신하고 있다”고 말했다.

화성에 물이 존재하고 있다는 것은 이전에도 여러 번 확인된 사실이다. 2008년 5월에는 NASA에서 쏘아 올린 화성 극지 탐사선 '피닉스'가 구름에서 눈이 내리는 모습, 얼음 상태의 물 등을 발견해 화성에 생명체가 살 수 있다는 주장을 뒷받침했다.

최근 들어서는 화성착륙 탐사선인 큐리오시티가 화성 적도 부근 마운트샤프(Mount Sharp) 아래쪽 경사진 곳에서 오래전 물이 흘렀을 것으로 추정되는 지역을 찾아냈다. 그리고 존스홉킨스 대학의 윌슨 교수 연구팀이 이전의 자료를 재분석해 많은 양의 물을 찾아냈다.

이번에 물을 찾아낸 지역은 이전에 물의 존재를 확인한 극관(polar caps)에서 위도상으로 훨씬 아래쪽에 있는 지역이다. 연구팀은 첨단 영상 기술을 활용해 해상도에 있어 이전보다 두 배 이상 더 선명한 영상지도를 작성하는데 성공했다.

윌슨 교수는 “기대했던 것보다 훨씬 낮은 지역에서 얼음이 대량 묻혀 있는 지역을 다수 발견하고 있다”며 “앞으로 얼음이 다량 묻혀 있는 더 많은 지역을 발견할 수 있을 것”으로 기대했다. 관련 논문은 국제 천문학 저널 ‘이카루스(Icarus)’ 온라인 판에 게재됐다.

브라운대학의 행성지질학자인 짐 헤드(Jim Head) 교수는 이번 연구 결과와 관련 “이전에 수집한 데이터를 통해 새로운 사실을 밝혀낸 놀라운 연구 결과”라며, “이번에 작성한 얼음 지도를 통해 화성의 물 분포를 확인할 수 있게 됐다”고 말했다.

화성에 많은 물이 존재한다는 이번 연구 결과는 또 화성에서 사람을 비롯해 생물이 살 수 있다는 많은 우주생물학자들의 주장을 강력하게 뒷받침하는 것이다. 그러나 화성의 기후를 연구해오던 기후과학자들에게는 큰 혼란을 불러일으킬 것으로 예상된다.

“생명체 존재할 경우 방역대책 필요” 

최근 과학자들은 적도 부근의 얼음이 12만5000년 이내에 생겨난 것으로 추정하고 있다. 이 얼음은 곧 물의 존재를 말해주는 것이다. 얼음이 녹아 물이 되고 대기가 됐을 경우 생물이 살았을 가능성을 말해주는 대목이다.

특히 2015년 화성 표면의 사면, 특히 일부 크레이터의 사면에서는 RSL(Recurring Slope Lineae)라는 유체상의 무늬를 관찰했으며, 과거 화성에 물이 흘렀다는 증거가 될 수 있다는 NASA 연구 결과는 과학자들을 열광케 했다.

이는 30억∼40억 년 전 초기 화성에 액체 상태의 물이 지표면에 흐를 정도로 많이 있었음을 보여주는 것이며, 지구에서처럼 화성에서의 인류 생존 가능성을 말해주는 것이다. 인류의 화성 이주계획에 불을 당겼다.

물이 존재하기 힘들 정도로 추운 화성 상황을 고려하면 물이 흘렀다는 것은 이해하기 어려운 일이다. 기후과학자들은 40억 년 전 태양은 지금보다 30% 정도 어두웠기 때문에 화성에 도달하는 빛과 열 역시 지금보다 훨씬 적었을 것으로 추정하고 있다.

때문에 과학자들은 이렇게 적은 빛과 열을 흡수한 화성에 어떻게 액체 상태의 물이 존재할 수 있었는지 설명하기 위한 가설들을 제시해왔다. 그 중 하나가 현재 화성 대기의 95%를 차지하는 이산화탄소에 의한 온실효과이다.

올해 초 하버드대 공학응용과학대학(SEAS)이 발표한 연구 논문을 예로 들 수 있다. 연구팀은 초기 화성 대기에서 메탄과 이산화탄소, 수소의 상호작용으로 인한 온실효과가 있었으며, 이로 인해 액체 상태 물이 존재할 수 있는 환경이 만들어졌을 것으로 추정했다.

메탄은 서서히 수소와 다른 가스들로 바뀌게 된다며, 메탄과 수소, 이산화탄소가 대기에 섞여 있으면서 서로 충돌하고 광자와 상호 작용하면 매우 강력한 복사에너지 흡수현상이 일어나는 것으로 나타났다고 주장했다.

과거 화성에 흐르는 물이 존재했다는 주장은 화성뿐만 아니라 다른 우주에 또 다른 생명체가 살 수 있다는 것을 두려움을 야기하고 있다. 이에 따라 NASA에서는 우주선에 혹시 들어올지 모르는 생물 박멸을 위한 엄격한 룰을 적용하고 있다.

NSAS의 행성방어 프로젝트에 참여한 바 있는 SETI 연구소의 생물학자 존 럼멜(John Rummel) 박사는 “어느 누구도 또 다른 생명체가 유입되는 것을 원치 않을 것”이라며, 다른 생명체 존재 가능성에 대해 두려움을 표명했다.

럼멜 박사는 그러나 NASA가 이처럼 많은 얼음이 발견되고 있는 화성 지역에 대해 어떤 조치를 취해야 한다고 말했다. “화성으로 이전한 최신 장비를 통해 얼음을 녹이고 물이 흘렀을 때 안전을 위한 방역 조치가 행해져야 한다.”고 말했다.