화성에도 ‘석회동굴’이? 헤브러스 밸레스에서 카르스트 지형 가능성 발견 [우주를 보다]

[서울신문 나우뉴스]

화성의 용암 동굴 구조를 잘 보여주는 구글 제미나이 이미지

동굴은 지구에만 있는 지형이 아니다. 과학자들은 위성 사진을 통해 화성과 달 표면에서 무너진 동굴 지형을 다수 발견했다. 이들 대부분은 고온의 용암이 지하를 뚫고 이동하며 형성된 용암 동굴이다. 용암 동굴 내부는 우주 방사선 등 외부의 위험 요소로부터 보호받을 수 있어 미래 화성 및 달 유인 기지 건설의 유력한 후보지로 꼽힌다.

최근 중국 선전대학의 딩천위 연구팀이 화성 동굴에 주목해야 할 또 다른 이유를 제시했다. 연구팀은 화성의 헤브러스 밸레스(Hebrus Valles) 지역에서 새로운 형태의 동굴 지형 가능성을 포착했다.

물과 암석이 빚어낸 카르스트 지형

연구팀은 NASA의 화성 탐사선 ‘마스 글로벌 서베이어’(Mars Global Surveyor)에 탑재된 열 방출 분광기(TES·Thermal Emission Spectrometer) 데이터를 분석했다. 그 결과 헤브러스 밸레스 지역에서 8개의 함몰 지형을 발견했는데, 이들의 특징이 지구의 석회암 지대에서 볼 수 있는 카르스트 동굴(karstic cave)과 매우 유사하다는 결론을 내렸다.

헤브러스 밸레스는 적어도 30억 년 전, 화성에 액체 상태의 물이 흘렀을 당시 강이 존재했던 지역으로 추정된다. 연구팀은 이 시기에 석회암처럼 물에 녹기 쉬운 용해성 광물들이 물에 녹으면서 지하에 동굴 지형이 형성되었을 가능성이 높다고 주장했다.

화성의 카르스트 지형에 대한 모식도. Credit: The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/ae0f1c

얼음 속 생명체 흔적과 자원 가능성

만약 이것이 실제로 카르스트 동굴이라면 과학적으로 매우 큰 의미를 가진다. 과거 동굴 내부에 고여 있던 물이 얼음 상태로 지금까지 보존되어 있을 가능성이 있기 때문이다.

-생명체 흔적 탐색: 동굴 내부에 얼음이 보존되어 있다면 수십억 년 전 화성에 존재했을지도 모르는 생명체의 흔적이 그 속에 남아 있을 수도 있다.

-미래 자원 활용: 생명체가 발견되지 않더라도, 충분한 양의 얼음이 존재한다면 이는 미래 화성 유인 기지에서 식수나 연료(수소 및 산소) 등으로 활용할 수 있는 귀중한 자원이 된다.

직접적인 탐사 전까지는 확실히 알 수 없지만, 헤브러스 밸레스의 함몰 지형은 화성의 과거 환경과 생명체 존재 가능성, 그리고 미래 유인 탐사를 위한 중요한 열쇠를 쥐고 있을지도 모른다. 앞으로 이 지역은 매우 흥미로운 탐사 목표가 될 것으로 전망된다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com