(NASA's Curiosity rover captured this photo as it ascended the Martian mountain Mt. Sharp. A study proposes a new explanation for why Mars is a barren desert today, despite having many similarities to Earth. Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS)
태양계의 8개 행성 가운데 지구 다음으로 많은 연구가 이뤄진 행성은 화성입니다. 로버로 지표를 탐사하기 쉬울 뿐 아니라 궤도에서 지표를 자세히 관측하기에도 좋은 조건이기 때문에 특히 더 집중적인 연구가 이뤄져왔습니다. 덕분에 과학자들은 과거 많은 물이 흘렀던 화성의 과거에 대해 자세히 알 수 있었습니다. 그리고 한때 지구처럼 상당한 양의 물이 표면을 덮고 있었던 화성이 왜 지금처럼 춥고 건조한 사막 행성이 되었는지에 대한 의문을 풀기 위해 연구를 하고 있습니다.
시카고 대학의 행성과학자인 에드윈 카이트 교수 (University of Chicago planetary scientist Edwin Kite)는 사실은 화성이 본래는 사막 행성으로 가끔씩 많은 양의 물이 액체 상태로 존재했다는 모델을 제시했습니다. 연구팀에 따르면 화성의 표면을 건조하게 만든 것은 10억 년 마다 8% 밝아지는 태양 때문입니다.
언뜻 보기에는 역설적인 이야기 같지만, 점점 따뜻해지는 태양에도 불구하고 우리 지구가 온도를 적정하게 유지할 수 있는 비결은 대기 중 풍부했던 이산화탄소 같은 온실가스가 줄어든 덕분입니다. 지구의 온실가스는 광합성 생물에 의해 줄어들기도 했지만, 그보다 더 중요한 기전은 비에 의해 대기 중 이산화탄소가 물에 녹은 후 바다에서 화학 반응을 거쳐 암석에 고정되는 것입니다.
화성에서도 태양의 온도가 오름에 따라 물이 녹아 바다를 형성하고 두꺼운 대기를 만들기도 했지만, 이산화탄소가 상당 부분 제거되면서 다시 얼어붙은 행성이 되고 말았습니다. 이 과정은 지구보다 작고 태양에서 먼 화성에서 더 불리하게 작용해 대부분의 기간 동안 추운 사막 기후가 이어졌던 것으로 보입니다. 그러다가 결국 대기까지 대부분 잃게 되어 지금 같이 춥고 기압도 낮은 행성이 되고 말았던 것입니다.
연구팀은 화성 표면에 많은 물이 흐른 지형은 사실 1억 년 간의 추운 사막 기간 사이에 있었던 이벤트로 대부분의 시간 동안 화성은 사막 행성이었을 것으로 추정했습니다. 만약 이 주장이 맞다면 화성 생명체의 가능성은 상당히 낮아지는 셈이지만, 아직 100% 확신할 수 없는 이론이라는 점 역시 감안해야 할 것 같습니다.
아마도 이 질문에 대한 답은 어쩌면 화성에서 지구로 가져올 샘플 속에 있을지도 모릅니다. 앞서 소개한 화성 샘플 리턴 프로젝트의 부활을 기대해 봅니다.
참고
https://phys.org/news/2025-07-mars-doomed-explanation.html
Edwin Kite, Carbonate formation and fluctuating habitability on Mars, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09161-1. www.nature.com/articles/s41586-025-09161-1
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