[IGC2024] "화성에는 왜 자기장 없을까…지구 내부도 아직 제대로 몰라"

27일 부산 벡스코에서 인터뷰 중인 이용재 연세대 지구시스템과학과 교수. 부산=이병구 기자

"최근 화성 탐사선 '인사이트(insight)'가 화성 지진파 자료를 보내오면서 그동안 화성 내부에 대해 추측했던 내용이 많이 바뀌고 있습니다. 과거에 화성은 핵이 굳어서 고체가 된 죽은 행성이라고만 생각했는데 지진파 자료를 보니 핵이 녹아있었던 거죠. 핵이 액체인데 왜 지구처럼 자기장이 안 만들어졌을까요."

27일 부산에서 열린 '2024 세계지질과학총회(IGC 2024)'에서 만난 이용재 연세대 지구시스템과학과 교수는 "화성에 자기장이 없는 이유를 설명하기 위해 화성의 핵과 맨틀 경계에 녹아있는 부분이 있어서 핵을 담요처럼 덮고 있다는 이론이 제시되기도 했다"고 말했다.

이 교수는 행성 내부 환경을 실험으로 재현해 땅속에 있는 물질의 정체와 상태, 이동 경로 등을 밝혀내는 과학자다. 시료를 다이아몬드 사이에 끼워 레이저 등으로 가열하면 엄청난 압력과 온도를 가해 행성 내부 환경을 구현할 수 있다.

그는 "지구 자기장 형성 원인이나 판 구조론에서 판을 움직인 동력, 움직이기 시작한 시기 등 지구의 지질 역사도 아직 정확히 모르는 것이 많다"고 설명했다.

지구를 포함한 행성 자원 개발 측면에서도 행성의 지질 역사를 파악하는 것이 중요하다는 설명이다. 행성 표면의 자원 분포를 파악하려면 결국 행성 내부의 구조와 물질이 움직인 과정에 대한 이해가 기본적으로 뒷받침되어야 하기 때문이다.

이 교수는 행성과학이라는 틀이 지구 밖 다른 행성으로 확장되면서 '할 일'이 많아졌다고 했다. 그는 "지구에서는 지구 구성 성분인 규소, 산소, 마그네슘 등을 가지고 실험을 해야 말이 된다"며 "그런데 화성에 가면 성분이 지구와 조금 달라지고 외계 행성으로 가면 탄소나 물이 많아지는 등 상황이 다 다르다"고 설명했다.

외계 행성의 내부 구조를 파악하기 위해서는 천문학과의 협업이 필수다. 이 교수는 "지구나 화성은 지진파 자료를 통해 밑그림을 그리고 내부를 파악하는 전통적인 방법을 사용할 수 있겠지만 태양계 다른 행성이나 외계행성은 그런 방법을 쓸 수 없다"며 "관측으로 유추되는 행성의 크기, 밀도와 밀도 분포, 주성분 등 천문학 정보만을 가지고 실험을 진행해 모델을 제시한다"고 말했다.

[부산=이병구 기자 2bottle9@donga.com]