화성 거대화산 주변서 가스 포착…지하 마그마 아직 남았나

알바몬스 북쪽 사면서 염화수소 검출…지표 균열 통한 방출 가능성
북반구 계절 변화로 설명 어려워…화학반응으로 생겼을 가능성도

[서울=뉴시스]박영환 기자 = 화성의 거대 화산 알바몬스 주변에서 검출된 가스가 화산활동이 완전히 끝나지 않았을 가능성을 보여준다는 연구 결과가 나왔다.

4일(현지시간) 내셔널지오그래픽에 따르면 러시아 우주연구소와 폴란드과학아카데미 등이 참여한 국제 연구팀은 이 같은 연구 결과를 국제학술지 사이언스 어드밴시스에 발표했다. 연구팀은 유럽우주국(ESA)의 화성 탐사선 엑소마스 가스추적궤도선(TGO)이 포착한 염화수소(HCl)와 알바몬스 북쪽 사면의 지표 균열을 함께 분석했다.

염화수소는 색이 없고 부식성이 강한 자극성 기체로, 지구에서는 마그마가 상승하면서 압력이 낮아질 때 방출되기도 한다. 이 때문에 화성 대기의 염화수소도 지하 마그마의 존재를 추적할 단서가 될 수 있다.

이번 연구에서 눈길을 끈 것은 알바몬스 북쪽 사면 위 대기에서 여름철 염화수소 농도가 짧은 시간에 뚜렷하게 치솟는 현상이 반복 관측됐다는 점이다. 가스가 검출된 위치도 같은 지역에 집중됐다.

그동안 화성에서 관측된 염화수소 대부분은 화산활동보다 계절에 따른 대기 변화와 관련된 것으로 추정됐다. 남반구의 따뜻한 봄과 여름에 널리 퍼지는 염화수소 중 일부는 얼음이 기체로 바뀌면서 그 안에 갇혀 있던 가스가 풀려난 것일 수 있다. 가을에는 염화수소가 대기 중 얼음 입자에 달라붙어 지표로 내려간다는 설명이다.

하지만 북반구의 관측을 같은 방식으로 설명하기는 어렵다. 화성의 공전 궤도는 지구보다 길쭉한 타원형으로, 남반구의 여름에는 태양과 가깝고 북반구의 여름에는 멀다. 북반구는 여름에도 상대적으로 추워 남반구처럼 얼음이 기체로 바뀌었다가 다시 어는 과정이 강하게 나타나지 않는다.

연구진이 주목한 알바몬스는 면적이 미국 본토와 비슷한 화성 최대의 화산으로, 지질학적으로 비교적 최근에 형성된 용암류가 남아 있다. 연구진은 궤도선 영상을 분석해 이 화산의 북쪽 사면에서 길이 약 100m인 여러 균열을 찾아냈다.

논문 공동 저자인 다니엘 메주 폴란드과학아카데미 우주연구센터 교수는 이 균열이 지하에서 판처럼 수직으로 뻗어 있는 마그마와 관련됐을 가능성이 있다고 설명했다. 연구진은 지하 마그마가 내보낸 염화수소가 균열을 따라 대기로 스며들 수 있다고 봤다.

여름철에 가스가 검출되는 이유도 이 가설로 설명할 수 있다는 것이다. 겨울에는 지표의 얼음이 가스가 나오는 통로를 막고 있다가 여름에 얼음이 사라지면 가스가 빠져나올 수 있다는 설명이다.

다만 염화수소가 영상에서 확인된 균열을 통해 실제로 나왔는지는 확정되지 않았다. 공동 저자인 케빈 올슨 영국 옥스퍼드대 대기물리학자는 검출된 가스가 단순히 지하에 갇혀 있던 것인지, 활동 중인 마그마에서 나온 것인지 알 수 없다고 말했다.

화성의 화산활동은 수십억 년 전 크게 잦아든 것으로 여겨진다. 질량이 지구의 10분의 1에 불과해 행성 형성 때 남은 열과 방사성 원소의 붕괴열을 오래 간직하기 어려웠기 때문이다. 그러나 궤도 영상에는 100만~200만 년 전, 혹은 그보다 최근에 형성됐을 가능성이 있는 용암류도 남아 있다.

지하에서 유체가 움직였을 가능성을 보여주는 관측도 있었다. 미 항공우주국(NASA)의 인사이트 착륙선은 2018년 엘리시움 평원에 도착한 뒤 마그마나 물의 움직임으로 해석될 수 있는 지진을 감지했다. 다만 알바몬스나 이 화산이 속한 타르시스 화산 지대에서는 마그마 활동을 뒷받침할 만한 뚜렷한 지진 신호를 포착하지 못했다.

지하 마그마가 실제로 남아 있다면 화성은 드물게나마 다시 분화할 수 있다. 마그마의 열로 뜨거운 물과 화학물질이 순환한다면 지하에 미생물이 살기 좋은 환경이 만들어질 가능성도 있다. 다만 내셔널지오그래픽은 염화수소가 마그마에서 나왔더라도 화성의 분화가 임박했다고 예측하는 연구자는 없다고 전했다.

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