(The liquid in Don Juan Pond is almost 45 percent salts by weight. It is in Wright Valley, one of the Antarctic valleys where the air is very cold and dry. Credit: Pierre Roudier/Flickr)
(A satellite picture shows Don Juan Pond and surrounding slopes. Understanding the hydrology of this cold, dry environment could help explain conditions on Mars. Credit: NASA)
남극에는 세상에서 가장 짠 연못이 존재합니다. 발견자 두 명의 이름을 따 돈 후안 연못 (Don Juan Pond)이라고 명명된 이 연못은 대략 100x300m 정도 크기로 평균 두께는 10cm에 불과해 금방 말라버리거나 혹은 얼어버릴 것으로 생각되지만, 놀랍게도 60년대 발견된 이후로 그 형태를 유지하고 있습니다. 더구나 남극의 강추위에도 거의 얼지 않는 놀라운 능력을 지니고 있습니다.
얼지 않는 남극 연못의 비밀은 엄청난 양의 염분에 있습니다. 이 연못의 염도는 40% 이상으로 염화칼슘 (calcium chloride)이 풍부한 용액이나 다를 바 없어 영하 58도의 강추위에도 얼어붙지 않습니다. 이런 이상한 연못이 존재할 수 있는 이유는 본래 염분이 풍부한 물이 증발에 의해 농도가 높아졌기 때문입니다.
이상한 부분은 그럼에도 완전히 말라버리지 않는다는 것인데, 남극의 낮은 기온 때문에 증발 속도가 느리다곤 해도 어디선가 수분과 염분이 공급되지 않는다면 설명이 되지 않는 현상입니다. 워싱턴 대학의 조나단 토너 교수(Jonathan Toner, a UW research assistant professor in Earth and space sciences)가 이끄는 연구팀은 이 물이 어디서 나왔는지 알기 위해 화학적 구성을 조사했습니다.
2013년에 발표된 선행 연구에서는 이 연못의 물이 위성 사진에서 보는 것과 같은 경사면에서 흘러내린 물에 의해 유지되는 것으로 추정했습니다. 그럴듯하긴 하지만, 돈 후안 연못이 있는 맥머두 드라이 밸리 McMurdo Dry Valleys 는 남극인데도 눈을 보기 힘들 만큼 건조한 지역입니다. 따라서 표면에 생긴 수분이 아래로 내려왔다는 가설이 나왔습니다. 하지만 건조 지역인데다 표면에 자국을 만들 만큼 물이 흐른 점은 설명하기 어려운 부분이었습니다.
연구팀은 물의 화학성분으로 볼 때 이 물의 기원이 깊은 곳에서 나온 지하수라고 결론을 내렸습니다. 남극 지하의 지하수가 표면으로 흘러나오면서 고인 물이라는 점입니다. 다만 항상 물이 나오는 것은 아니고 간헐적으로 나오는 것으로 보입니다.
이 연구에 대해서 나사도 큰 관심을 보이고 있는데, 연못을 만들지는 못하지만 화성에서도 비슷한 일이 일어나는 것으로 보이기 때문입니다. 다만 화성의 낮은 기압 때문에 물이 고이더라도 금방 증발해서 대기 중으로 날아가는 점이 지구와의 차이점 입니다.
아무튼 이와 같은 환경에서 살고 있는 생물체라면 앞으로 우리가 화성에서 발견할지도 모르는 생물체에 대한 정보를 제공할 수 있을 것입니다. 연못 자체에는 생물체가 사는지 불분명하지만, 지하수에는 분명 살고 있습니다. 남극에 있는 이 독특한 연못은 화성을 연구하는 과학자들에게도 흥미로운 장소임에 틀림없습니다.
참고
J.D. Toner et al, The geochemistry of Don Juan Pond: Evidence for a deep groundwater flow system in Wright Valley, Antarctica, Earth and Planetary Science Letters (2017). DOI: 10.1016/j.epsl.2017.06.039
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