화성 바다 행방 찾았다…행성 덮을 만큼 '지하수' 존재

NASA의 화성 착륙선 인사이트(오른쪽 위)가 수집한 데이터를 통해 재구성한 화성 내부의 층 구조를 나타낸 그림. 연구팀의 예측에 따르면 지하 11.5~20km 깊이에 물을 다량 함유한 암석이 존재한다(왼쪽 아래). James Tuttle Keane and Aaron Rodriquez 제공

미국 연구팀이 화성 지하에 액체 상태의 물이 대량 있다는 연구결과를 내놨다. 발견된 지하수는 매우 깊은 곳에 있어 화성 탐사·거주에 직접 활용하긴 어렵지만 과거 화성에 있었을 것으로 추정되는 바다의 행방에 실마리를 제공할 것으로 기대된다.

바산 라이트 미국 샌디에이고 캘리포니아대(UCSD) 스크립스 해양학연구소 교수가 이끈 공동연구팀은 미국 항공우주국(NASA)의 화성 착륙선 '인사이트(InSight)'의 지진파 분석을 통해 지하 11.5~20km에 위치한 지각에 대량의 물이 있다는 사실을 밝혀냈다. 연구결과는 12일(현지시간) 국제학술지 '미국 국립과학원회보(PNAS)'에 공개됐다.

물은 사람을 포함한 지구 생명체가 살기 위한 필수 요소다. 화성의 생명체 존재나 인간 거주 가능성 판단에 있어 물의 존재가 중요하기 때문에 과학자들은 오랫동안 화성 극지방 얼음을 제외한 '액체 상태의 물'을 탐색해 왔다.

화성 지질 탐사 착륙선 인사이트가 2018년 12월 촬영해 지구로 보낸 첫 '셀카'. 인사이트는 2018년 11월 화성 적도 인근 엘리시움 평원에 착륙해 4년간 임무를 수행하고 2022년 12월 은퇴했다. NASA/JPL-Caltech 제공

연구팀은 2018년부터 2022년까지 4년간 인사이트가 화성 표면에서 수집한 지진파 속도 데이터를 수학적 모델링을 통해 분석했다. 지구에서도 지진파를 분석해 석유나 천연가스가 있는 유전(油田) 등 지표면 아래에 있는 물질과 상태를 유추한다.

분석 결과 지표면 아래 11.5~20km 깊이의 다공성 암석층에 지하수가 존재하는 것으로 나타났다. 계산에 따르면 지하수의 양은 약 30억 년 전 사라진 것으로 추정되는 과거 화성 바다의 물보다 많았다. 연구팀은 "화성 표면 전체를 수심 1~2km 정도로 덮을 수 있는 양"이라고 설명했다.

이번 발견은 화성 바다 가설에서 바닷물이 우주로 빠져나가는 대신 지각 안쪽으로 내려갔다는 관점을 제시한다. 다만 예측 결과대로 지하수가 존재하더라도 너무 깊숙한 곳에 있어 화성 탐사나 거주 시 직접 활용하기는 어렵다. 지구에서도 지각에 1km 깊이의 구멍을 뚫는 것은 쉽지 않기 때문이다. 

라이트 교수는 "화성의 물 순환을 이해하는 것은 화성 기후, 표면, 내부 진화를 이해하는 데 매우 중요한 출발점"이라고 말했다.

<참고 자료>
- doi.org/10.1073/pnas.2409983121

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]