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2014년 2월 12일 수요일

태양계 이야기 212 - 화성 표면에 지금도 물이 존재 ?



 이전에도 몇차례 언급한 바 있지만 (이전 포스트 참조  http://jjy0501.blogspot.kr/2012/07/55-mro.html ) 화성 표면에는 최근이나 심지어 지금도 물이 흐른 것 같은 흔적들이 존재합니다. 수십억년전 아주 많은 물이 흐른 흔적과는 별개로 말이죠. 화성의 인공위성으로 그 표면을 정밀하게 관측 중인 MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) 은 지난 2006 년 화성 궤도에 진입한 이후 현재까지 계속해서 관측 임무를 수행 중입니다.  


 MRO 가 포착해야할 가장 중요한 정보 중 하나는 화성에 있는 물의 존재입니다. 그리고 실제 물이 흐른 것 같은 정보를 다수 포착했습니다. 물론 화성에 물이 흐를 수 있다는 가장 좋은 증거는 물이 흐른 장면 자체를 직접 촬영하는 것이지만 지구와는 달리 화성의 기압은 매우 낮기 때문에 표면에 물이 흐르는 순간 곧 증발해서 자취를 감추게 됩니다. 따라서 극도로 운좋은 경우가 아니라면 소량의 물이 흐르는 그 장면을 포착할 가능성은 매우 낮습니다.  


 참고로 화성의 지표 아래에는 지구와 마찬가지로 액체 혹은 고체 상태의 물이 있을 것으로 추정되고 있습니다. 현재도 화성에는 얼음 형태로 물이 존재하고 있고 과거에는 더 많은 물이 흘렀던 증거들이 있으므로 이 물들이 지표 아래에서 얼음등의 형태로 존재할 가능성이 높기 때문입니다. 이런 얼음층은 여름철 온도가 올라가면 액체 상태로 변한 다음 지표에서 잠시 흘러내리다가 증발하는 것으로 보입니다.


 이전 포스트에서도 설명했듯이 MRO 는 화성의 경사진 면에서 마치 최근에 물이 흐른 듯한 증거를 발견했습니다. RSL (recurring slope lineae) 라고 부르는 이런 지형은 갑자기 경사면에 흘러내린 물의 존재가 아니라면 설명하기 힘들어 보입니다. 그러나 진짜 물이 흐른 흔적인지 아닌지를 두고서 다소 논란이 있어온 것도 사실입니다. 화성을 연구하는 과학자들 사이에서 RSL 는 항상 핫 이슈였다고 합니다.  


 조지아 공대의 대학원생 루젠드라 오즈하 (Lujendra Ojha) 와 제임스 레이 (James Wray) 교수는 MRO 에 탑재된 Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) 를 이용해서 과연 RSL 가 물이 흐른 흔적인지 아닌지를 연구했습니다. CRISM 은 이름처럼 위성 이미지를 통해 스펙트럼 분석을 하는 것으로 물의 존재는 물론 다양한 원소와 미네랄의 존재를 확인할 수 있습니다.  


 그 결과 연구팀은 물 자체의 흔적은 발견하지 못했지만 철 분자의 농도가 RSL 에서 계절에 따라 변한다는 사실을 밝혀냈습니다. 철의 농도는 따뜻한 계절에 높아지고 추운 계절에는 낮아지는 양상을 보였습니다. 이 현상을 설명할 수 있는 이론이 몇가지가 있지만 가장 가능성 높은 이론은 각종 미네랄과 염분이 많이 포함된 물이 지표 바로 아래를 흘러내렸다는 것입니다. 이 물은 어는점이 내려가 영하의 온도에서도 액체 상태로 존재할 수 있습니다.  


 그렇다면 RSL 지형은 역시 액체 상태의 물과 연관이 있을 수 있습니다. 따뜻한 계절에 (그렇지만 지구에 비해서는 매우 추운) 공급된 염분과 미네랄은 차가운 계절엔 먼지로 날리면서 그 농도가 낮아지며 다시 물과 함께 염분이 공급되면 (물은 곧 증발) 농도가 올라가는 것으로 추정됩니다. 다만 과학자들은 더 구체적인 증거를 찾기 위해서 노력하고 있습니다. 물론 가장 구체적인 증거는 물 자체를 검출하는 것이죠.  




(CRISM 으로 본 미네랄 맵   This image combines a photograph of seasonal dark flows on a Martian slope with a grid of colors based on data collected by a mineral-mapping spectrometer observing the same area.
Image Credit: NASA/JPL-Caltech/UA/JHU-APL)



(RSL 지형. 계절적인 변화를 암시하는 새로운 흔적들이 존재함   Dark, seasonal flows emanate from bedrock exposures at Palikir Crater on Mars in this image from the High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) camera on NASA's Mars Reconnaissance Orbiter.
Image Credit:  NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona)  


 위의 위성 사진에서 화살표들은 뭔가 흐르고 난 이후의 옅은 흔적들을 표시하고 있습니다. 새롭게 물이 흐른 흔적으로 의심되는 소견입니다. 이와 같은 물의 존재는 앞으로 화성 탐사에 매우 중요한 포인트가 될 것입니다. 일단 화성에 지금도 생명체가 존재한다면 액체 상태의 물과 함께 있을 가능성이 높습니다. 그렇다면 화성 생명체 탐사를 위해서 우리가 연구해야 하는 장소는 바로 이런 곳일 가능성이 높습니다.  


 두번째로 만약 화성 생명체가 없다고 해도 물의 존재 자체만으로도 앞으로의 유인 화성 미션에서 중요한 역할을 할 수 있습니다. 물의 존재는 여러가지 면에서 중요한데 만약 화성 유인 기지를 건설하거나 더 나아가 먼 미래에 화성 식민지를 건설한다면 물은 없어서는 안될 귀중한 자원이기 때문이죠.


 다만 확실한 물의 증거를 잡기 위해서는 좀더 연구가 필요하며 향후 지상 탐사 미션도 필요할 지 모릅니다. 어째거나 화성 지표 아래 물이 존재한다면 그것이 시사하는 의미는 적지 않을 것 같습니다. 


 참고 






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