(This view of Jupiter's icy moon Europa was captured by JunoCam, the public engagement camera aboard NASA's Juno spacecraft, during the mission's close flyby on Sept. 29, 2022. Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS | Image processing: Kevin M. Gill CC BY 3.0)
(a. NASA 사진 자료 PIA03878은 유로파 표면의 다양한 렌티큘라(검은색 화살표)와 이중 능선(빨간색 화살표)을 보여준다. b. 과압 상태의 해양에서 액체 상태의 물이 암맥을 통해 솟아올라 얕은 지하 융기부를 형성하고 이후 표면 변형을 일으키는 과정을 나타낸 모식도. c. 암맥을 통과하는 난류 흐름 속에서 액체 상태의 물의 역학을 보여주는 2차원 모델의 상세 모식도. 출처: Nature Astronomy (2026). DOI: 10.1038/s41550-026-02918-2)
유로파는 아마도 태양계에서 가장 큰 바다를 두꺼운 얼음 지각 아래 숨기고 있는 것으로 생각됩니다. 생명체 존재 가능성이 가장 높은 장소로 여겨지기 때문에 과학자들은 이 바다에 도달할 방법들을 고민하고 있습니다.
문제는 얼음 지각의 두께가 수십km 정도로 매우 두껍다는 것입니다. 따라서 얼음을 뚫고 탐사선을 내려보내는 것은 현실적으로 매우 어려운 일이 될 수밖에 없습니다. 과학자들은 대신 유로파의 간헐천에서 나오는 물질을 궤도 탐사선에서 확인하는 방법을 생각하고 있습니다.
만약 이렇게 해서 결정적인 증거를 수집할 수 없다면 얼음 지각이 갈라진 틈이나 최근 분출이 이뤄진 장소를 중심으로 조사가 필요합니다. 또 경우에 따라서는 지구 지각의 마그마 챔버처럼 얕은 지각에 물이 고여 있는 장소가 있을 수도 있습니다. 이는 훨씬 접근이 쉽기 때문에 중요한 탐사 목표가 될 수 있습니다.
그러나 럿거스 대학의 루젠드라 오하 교수 (Rutgers scientist Lujendra Ojha) 연구팀은 지표 가까운 곳에 거대한 물 저장소가 있다고 하더라도 여기에서 생명체의 증거를 찾는 일은 생각보다 어려울 수 있다는 연구 결과를 네이처 천문학 (Nature Astronomy)에 발표했습니다.
연구팀은 얼음 지각의 균열을 타고 마그마처럼 액체 상태의 물이 올라와서 고이는 경우 유체 역학적으로 물이 어떻게 올라올지 검증했습니다. 기존의 모델에서는 물이 마치 일직선으로 오는 것처럼 생각했지만, 연구팀은 실제로는 난류로 인해 복잡한 형태를 보일 것으로 예상했습니다. 따라서 생각보다 내부의 유기물이나 생명체의 흔적이 표면으로 올라오지 못할 수도 있습니다.
더욱이 연구팀은 따뜻한 물이 얼음 균열을 타고 올라오면서 다시 얼게 될 가능성이 높다는 점을 지적했습니다. 매우 따뜻한 물이 큰 균열을 타고 올라오는 경우 난류에 의해 얼음 벽과 섞이게 되며 이 과정에서 녹은 물이 지표 가까이로 올라올 수 있습니다. 결국 열에너지만 전달되어 실제로 고여 있는 얼음 호수의 물은 표층의 얼음이 녹아 형성된 것일 수도 있습니다.
실제로 연구팀의 시뮬레이션 결과, 좁은 균열은 몇 시간 안에 얼어붙어 닫힐 수 있는 것으로 나타났습니다. 이상적인 조건에서는 넓은 균열이 더 많은 물을 운반할 수 있지만, 난류로 인해 심해의 물이 표층으로 나올 수 있는 가능성은 떨어집니다. 연구팀은 심해 바다의 물이 유로파 표면 아래 호수에 충분한 양의 물을 공급하려면 균열이 비현실적으로 길거나 매우 많아야 한다는 사실을 발견했습니다.
이번 연구 결과는 유로파 생명체 탐사가 생각보다 더 힘들 수 있다는 점을 시사하지만, 동시에 유로파에서 생명체를 바로 발견하지 못하더라도 실망하지 않고 좀 더 깊이 파고들어야 할 수 있다는 점을 설명하고 있습니다. 유로파에 실제로 생명체가 있다면 과학자들이 언젠가 그 사실을 알아낼 수 있을 것으로 기대합니다.
참고
Lujendra Ojha et al, Limited direct fluid exchange between the deep subsurface ocean and the shallow subsurface environment of Europa, Nature Astronomy (2026). DOI: 10.1038/s41550-026-02918-2
https://phys.org/news/2026-07-europa-hidden-ocean-difficult-scientists.html
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