화성의 물 어디로 사라졌나, 논쟁의 불씨

과거 화성 표면에는 풍부한 물이 존재했던 것으로 알려져 있지만, 현재 그 물이 어디에 얼마나 저장되어 있는지는 여전히 불분명합니다. 최근 발표된 한 연구 결과에 대한 비판이 제기되면서, 화성 물의 행방에 대한 논쟁이 다시금 뜨거워지고 있습니다.

 

 

30억 년 전 화성의 물, 사라진 이유는?

약 30억 년 전, 화성 표면에는 액체 상태의 물이 간헐적으로 존재했습니다. 하지만 화성이 대기의 대부분을 잃어버리면서 표면의 물은 더 이상 유지될 수 없게 되었습니다. 화성의 물이 얼음 형태로 묻혔는지, 깊은 지하 대수층에 갇혔는지, 광물에 통합되었는지, 아니면 우주로 흩어졌는지에 대한 연구는 현재 진행 중이며, 특히 MAVEN(Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) 미션의 전 수석 연구원인 브루스 야코스키에게는 주요 관심사입니다.

 

 

새로운 연구 결과에 대한 반박

최근 미국 국립과학원회보(PNAS)에 발표된 2024년 연구에서 화성의 중간 지각에 상당한 양의 액체 물이 남아있다는 주장이 제기되었습니다. 하지만 야코스키는 PNAS 편집자에게 보낸 서한에서 이 연구 결과에 대해 이의를 제기했습니다. 그는 해당 연구의 결론이 가능한 해석 중 하나일 뿐이며, 연구에 사용된 데이터가 반드시 물로 포화된 지각을 의미하지는 않는다고 지적했습니다. 야코스키는 "분석 방법과 접근 방식은 적절하지만, 모델링 결과는 다른 결론을 제시할 수 있다"고 주장했습니다.

 

 

인사이트 미션 데이터 분석, 논쟁의 중심

연구에 사용된 데이터는 2018년에 발사되어 화성 내부를 연구하기 위해 지구물리학적 데이터를 수집한 NASA의 인사이트(Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) 미션에서 얻은 것입니다. 2022년 화성의 먼지 폭풍으로 인해 착륙선의 태양 전지판이 가려져 전력 생산이 중단되면서 미션은 종료되었지만, 과학자들은 여전히 인사이트에서 얻은 데이터를 분석하고 그 의미를 해석하는 데 집중하고 있습니다. 인사이트 미션의 데이터는 화성 물의 행방에 대한 논쟁에 중요한 자료를 제공하고 있습니다.

화성 중부 지각, 물 저장고인가? 새로운 연구와 반론

2024년 8월, 미국 캘리포니아 대학교 샌디에이고 스크립스 해양연구소의 지구물리학자 바샨 라이트와 그의 동료들은 미국 국립과학원회보(PNAS)에 발표된 연구에서 인사이트 미션이 수집한 중부 지각(표면 아래 11.5~20km 범위)의 지진 및 중력 데이터를 설명할 수 있는 암석 유형, 물 포화도, 기공 공간 특성을 결정하기 위해 암석 물리학 모델을 사용했습니다.

 

 

물 포화된 암석, 최고의 설명인가?

연구팀은 액체 물로 포화된 균열된 화성암으로 이루어진 중부 지각이 "기존 데이터를 가장 잘 설명한다"고 결론지었습니다. 그들은 갇힌 물의 양이 지구 표면에 고르게 퍼져 있다고 가정했을 때, 전 지구 등가층으로 측정하여 1~2km 깊이에 이를 것으로 추정했습니다. 비교를 위해 지구의 전 지구 등가층은 3.6km이며, 이는 거의 전적으로 해양 때문이고 지각에는 물이 거의 없습니다.

 

인사이트 데이터 재분석, 새로운 가능성 제시

브루스 야코스키는 "우리는 지각에 물이나 얼음이 있을 것으로 예상한다"며, "실제로 그것을 감지하고 가능하면 그 풍부도를 결정하는 것은 어렵지만, 화성에 얼마나 많은 물이 있는지와 그 역사를 이해하는 데 매우 중요하다"고 말했습니다. 야코스키는 모델 결과에 대한 재검토를 통해 기공 공간이 어떻게 분포되어 있는지, 그리고 인사이트가 수집한 지진 및 중력 데이터를 설명할 수 있는 고체 얼음이나 빈 기공 공간의 존재와 같은 다른 조건들을 고려했습니다. 인사이트 데이터가 중부 지각에 물의 존재를 요구하지는 않지만, 그것을 배제하지도 않는다고 야코스키는 말했습니다. 기공 공간의 분포를 고려한 후, 그는 전 지구 등가층이 0~2km 범위일 수 있다고 결론지어 이전 연구에서 발견된 하한을 확장했습니다.

 

 

화성 물의 비밀, 미래 탐사로 풀 수 있을까?

화성 지각에 존재하는 물의 양은 더 자세한 지질 분석 및 관측, 그리고 더욱 발전된 지진 프로파일링을 포함하는 추가적인 임무를 통해 언젠가 답을 얻을 수 있는 질문입니다. 이러한 발견의 추가적인 의미는 붉은 행성의 물 순환, 생명체의 잠재적인 조건, 그리고 미래 임무를 위한 자원 가용성에 대한 더 나은 이해를 포함합니다.