수백만년 걸릴 일이 단 50년 만에...화성 뒤덮은 ‘검은 화산재’

곽노필의 미래창
유토피아 평원에 확산…범인은 ‘바람’

1976년 미국의 바이킹 탐사선이 촬영한 화성의 유토피아 평원 일부(왼쪽)와 2024년 유럽의 마스 익스프레스 탐사선이 촬영한 같은 지역(오른쪽). 반세기 만에 검은색 지역이 크게 늘어났다. 유럽우주국 제공

화성에서 검은 화산재가 빠른 속도로 표면을 덮어버리는 현상이 포착됐다.

유럽우주국(ESA)은 2024년 화성 궤도선 마스 익스프레스의 카메라로 촬영한 화성 북반구의 유토피아 평원 사진을 1976년 미국 항공우주국(나사)의 바이킹 탐사선이 촬영한 것과 비교한 결과, 불과 50년 사이에 검은재로 덮인 지역이 크게 넓어진 것을 발견했다고 밝혔다.

유럽우주국은 보통 지질학적 변화는 수백만년이 걸리지만, 지질학적 관점에서 눈 깜짝할 사이라고 할 50년 기간 동안 이 정도의 지표 변화가 일어난 것은 매우 이례적이고 역동적인 현상이라고 설명했다.

맨 위의 바이킹-마스 익스프레스 비교 사진에서 흰색 네모로 표시된 지역을 확대한 사진. 유럽우주국 제공

사진을 보면 밝은 황갈색 모래와 검은색 화산재 퇴적층이 맞닿아 있는 경계 지역이 확연히 드러나 있다. 마스 익스프레스 사진의 해상도는 픽셀당 약 17m 수준으로 매우 정밀해서 과거 저해상도 사진에서는 보기 힘들었던 화산재 경계면을 명확히 드러냈다.

화성 표면의 검은재는 수십억년 전 활발했던 화산 활동 과정에서 분출한 것이다. 화성에서 가장 큰 화산인 올림푸스 몬스는 높이가 22km나 된다. 이는 해저에서부터 정상까지의 높이를 기준으로 측정했을 때 지구에서 가장 높은 화산인 하와이 마우나케아(10km)의 두배가 넘는 높이다. 화산재가 어두운색을 띠는 것은 철과 마그네슘 성분이 풍부하게 함유돼 있기 때문이다. 화성에선 입자를 굳혀주는 물이 부족한 데다 바람의 영향 등으로 인해 화산재가 암석으로 굳어지기 어렵다.

마스 익스프레스가 촬영한 지역의 위치(흰색 네모). 유럽우주국 제공

죽은 행성 아닌 지금도 변화하는 역동적 행성

지난 50년 사이에 화산재가 이렇게 널리 퍼진 건 무엇 때문일까?

유럽우주국 과학자들은 바람이 화산재를 퍼뜨린 범인이었을 것으로 본다. 화산재가 바람에 날려 다른 지역으로 퍼졌거나, 아니면 화산재를 덮고 있던 황토색 먼지가 바람에 날아갔기 때문이라는 것이다.

화산재에 새로 덮인 지역에는 커다란 충돌구(아래 사진)가 하나 보인다. 지름 15km인 이 충돌구 안에는 구불구불한 선들이 있다. 이는 얼음 물질이 충돌구 안에서 서서히 이동하며 남긴 흔적으로 추정된다. 충돌구 주변은 주변보다 밝은색의 물질로 둘러싸여 있는데, 이는 충돌 당시 튕겨 나온 물질이다.

지난 50년 사이에 화산재로 덮인 충돌구를 확대해 본 모습. 지름 15km인 이 충돌구 안에 보이는 구불구불한 선들은 얼음 물질이 충돌구 안에서 서서히 이동하며 남긴 흔적이다. 유럽우주국 제공

유토피아 평원은 지름 3300km에 이르는 거대한 충돌 분지다. 수십억년 전 이 평원에는 호수나 바다가 있었을 것으로 추정한다. 곳곳에 과거에 물이 흐른 것으로 보이는 흔적들이 많이 남아 있다. 이후 표면의 물은 사라져버렸지만, 지표면 아래에는 아직도 얼음 형태의 물이 있을 것으로 본다.

지표면이 갈라지면서 생긴 도랑들. 역시 물이 증발해 지표면이 갈라지면서 만들어진 것이다. 유럽우주국 제공

충돌구 오른쪽 아래에는 ‘부채꼴 함몰지’(scalloped depression)라고 불리는 얕고 둥근 구덩이들이 있다. 지표면 아래의 얼음이 녹거나 공기 중으로 증발하면서, 지표면이 무너져 생긴 것들이다.

화산재에 덮이지 않은 밝은색 부분에는 길이 20km, 폭 2km에 이르는 도랑들이 화성 표면에 널리 분포해 있다. 이 도랑들 역시 물의 증발로 지표면이 갈라지면서 만들어진 것이다.

반세기 만에 눈에 띄게 넓어진 검은 영역은 화성이 죽은 행성이 아니라 지금도 지표면이 끊임없이 재구성되는 역동적인 행성임을 보여준다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr