[표지로 읽는 과학] "화성, 과거엔 따뜻하고 습했을 것"

사이언스 제공

이번주 국제학술지 ‘사이언스’ 표지에는 화성의 적도 아래에 위치한 분화구인 ‘게일 크레이터’의 시추 현장이 담겼다. 미항공우주국(NASA)의 화성 탐사로버인 '큐리오시티'가 촬영한 사진이다.

벤자민 M. 투톨로 캐나다 캘거리대 지구·에너지·환경학과 교수 연구팀은 17일 사이언스를 통해 화성이 고대에는 따뜻하고 습한 환경을 가지고 있었다는 증거를 담은 광물을 발견했다고 밝혔다. 과거에 화성은 물이 풍부했고 생명체가 존재했을 잠재적 가능성이 있다는 것이다. 

큐리오시티는 2012년 8월 화성 게일 크레이터에 착륙해 표면 탐사를 수행하고 있다. 2022~2023년에는 게일 크레이터 3곳에서 시추를 진행했다. 연구팀은 이곳에 탄산염 광물인 ‘능철석’이 상당량 포함돼 있다는 점을 확인했다. 

큐리오시티는 수십억 년 전 퇴적 작용으로 생긴 화성 퇴적암에서 능철석을 캐냈다. 연구팀에 따르면 큐리오시티가 채취한 샘플의 10.5%가 능철석이다. 연구팀은 탄소가 풍부한 능철석이 다량 존재한다는 것은 과거 화성 대기에 풍부했던 이산화탄소가 현재 땅속 저장고에 묻혀 있다는 지질학적 단서라고 보았다. 

연구팀은 고대에는 화성 대기에 이산화탄소가 풍부했지만 지구화학적 과정을 통해 탄소가 탄산염 광물에 포함돼 땅속에 저장됐을 것으로 추정했다. 지구화학적 과정은 암석의 조성이 변화하는 과정을 의미한다. 

대기 중 이산화탄소 밀도가 높으면 지표면에 상당량의 액체가 존재할 수 있을 정도의 온실효과가 일어난다. 연구팀은 화성이 이산화탄소가 풍부한 대기를 형성하고 있었을 당시에는 화성 표면에 물이 흘렀을 것으로 보았다. 화성 표면에는 액체 형태의 물이 가로질러 흐른 것처럼 보이는 흔적들이 실질적으로 남아있다.  

연구팀은 “화성 전역에 상당한 양의 능철석이 존재한다면 과거 화성은 액체 상태의 물과 이산화탄소 대기를 가진 공간이었을 것”이라며 “따뜻하고 습한 지구와 유사한 환경을 가졌을 것”이라고 말했다.

[문세영 기자 moon09@donga.com]