태양계 이야기 346 - 화성 땅 밑에는 빙하가 있다 ?



 과거 화성에는 행성의 상당 부분을 덮을 수 있을 정도로 큰 바다가 있었던 것으로 생각되고 있습니다. (  http://jjy0501.blogspot.kr/2015/03/Ancient-Martian-Ocean.html 참조) 이 물이 어디서 왔든 간에 화성 역사의 초기에 물이 풍부했다는 점은 의심할 수 없는 사실로 여겨지고 있습니다. 과학자들은 이 물의 상당 부분은 우주로 달아났다고 생각하고 있습니다. 하지만 아직도 많은 물이 화성의 양 극지방과 지하에 남아 있는 것으로 보입니다.

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 정확한 양과 분포에 대해서는 의견의 일치를 보지 못했지만 화성의 일부 지역에는 분명 빙하가 있는 것으로 생각됩니다. 이 빙하는 화성의 모래 먼지 밑에 파뭍혀 있어 정확한 양과 분포를 알기 어려웠습니다. 최근 닐 보어 연구소(Niels Bohr Institute)의 나나 칼쏜(Nanna Bjørnholt Karlsson, a postdoc at the Centre for Ice and Climate at the Niels Bohr Institute at the University of Copenhagen)을 비롯한 연구자들은 화성 탐사선의 자료들을 이용해서 그 분포와 양을 추정하는데 성공했습니다.

 연구팀은 나사의 MRO(Mars Reconnaissance Orbiter)의 레이더 관측 자료를 이용했습니다. 이 레이더는 지표 아래 무엇이 존재하는지 추정하는데 도움을 줄 수 있습니다. 그리고 시뮬레이션을 통해서 얼음의 분포와 두께를 다시 추정했습니다.

 그 결과 화성의 지표 밑 얼음은 주로 위도 30 - 50 도 사이 지역에 주로 분포하는 것으로 나타났습니다. 총 부피는 1500억 세제곱 킬로미터로 화성 표면에 동일하게 분포 시킨다면 약 1.1 미터 정도 높이가 될 수준입니다. 상당히 많은 양의 빙하가 있는 셈인데, 사실 이 빙하는 화성에 잠들어 있는 얼음의 일부일 뿐입니다.

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(화성에 있는 지표 및 빙하 같은 얼음의 분포. Mars distinct polar ice caps, but Mars also has belts of glaciers at its central latitudes – between the blue lines, in both the southern and northern hemispheres. A thick layer of dust covers the glaciers, so they appear as the surface of the ground, but radar measurements show that there are glaciers composed of frozen water underneath the dust. Credit: Mars Digital Image Model, NASA/Nanna Karlsson )

(레이더 이미지  Using radar measurements from the NASA satellite, the Mars Reconnaissance Orbiter, researchers have been able to identify thousands of glacier-like formations on Mars. They can see how thick the ice is on the radar images. Credit: SHARAD, NASA/Karlsson et.al. )

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(빙하가 지표 아래 존재하는 지형의 사진, MRO의 스테레오 이미지. The image from the High Resolution Stereo Camera shows that a thick layer of dust covers the glaciers, so they appear as the surface of the ground, but radar measurements show that there are glaciers composed of frozen water underneath the dust. Credit: ESA/DLR/FU Berlin)​

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​ 지금의 화성은 메마르고 추운 행성이지만 과거에는 분명 따뜻한 물이 흐를 수 있는 환경이었습니다. 그러다 행성이 추워지면서 대부분의 물은 빙하의 형태로 잠들게 되었고, 수십억년의 세월이 흐르면서 그 위해 먼지와 모래가 덮혀 새로운 지형을 형성했습니다. 따라서 레이더가 투과하기 어려운 깊은 지층에 더 많은 물이 잠들어 있을 가능성도 배제할 수 없습니다.

 어쩌면 화성에 이렇게 많은 얼음이 있다는 것은 인류에게도 희소식일지 모릅니다. 먼 미래 인류의 후손들이 화성에 진출했을 때 요긴하게 사용할 수 있는 자원이니 말이죠. 그리고 어쩌면 이 얼음속에 화성 생명체의 결정적인 단서가 숨어 있을지도 모릅니다.

 이 연구는 Geophysical Research Letters에 발표되었습니다. (근데 사족이지만 제목만 보면 경기도 화성에 빙하가 있다는 오해도 살 수 있겠네요.... )

 참고

Sime, L. C., Karlsson, N. B., Paden, J. D., & Prasad Gogineni, S. (2014). Isochronous information in a Greenland ice sheet radio echo sounding data set. Geophys. Res. Lett., 41(5), 1593–1599. DOI: 10.1002/2013gl057928

 http://phys.org/news/2015-04-mars-belts-glaciers-frozen.html#jCp

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