火星 표면에 물이 흐른다

화성(火星) 표면에서 물이 흐르는 개울이 처음으로 발견됐다. 이전에도 화성에서 물이나 얼음의 흔적이 발견된 적이 있지만, 액체 상태의 물이 지표면을 흐르고 있다는 사실은 이번에 처음 밝혀졌다. 생명의 필수조건인 물이 발견됨에 따라 화성 생명체의 존재에 대한 기대감도 어느 때보다 높아졌다. 물이 있으면 우주인이 화성에서 장기 체류할 수도 있다.

미국 항공우주국(NASA)은 28일(현지 시각) 워싱턴에서 기자회견을 열어 "화성 지표에 소금물이 흐른다는 것을 뒷받침하는 증거를 찾았다"고 발표했다. NASA는 이날 "화성정찰위성(MRO)의 물질 분석 장비로 화성 지표면의 특수 지형에서 반사된 빛을 분석한 결과 흐르는 물의 염분(鹽分·소금기)에서 나온 빛으로 밝혀졌다"며 "염분 덕분에 화성은 영하의 날씨에도 물이 액체 상태로 흐를 수 있는 것"이라고 설명했다. 이 내용을 담은 연구 논문은 국제 학술지 '네이처 지구과학' 인터넷판에 실렸다.

과학자들은 태양계에서 지구와 환경이 가장 비슷한 화성에 생명체가 있을 것으로 추정하고 그 증거를 찾기 위해 수십년 동안 화성에서 물을 추적했다.

지난 2000년 화성에서 물이 흘렀던 흔적을 처음 찾은 데 이어, 2008년에는 얼음 형태로 물이 존재한다는 증거도 발표됐다. 지난 4월에는 화성탐사로봇 큐리오시티(Curiosity)가 보낸 자료를 분석해 지표 아래 50㎝ 지점에서 액체 상태의 소금물을 찾았다.

지구의 개울이나 강처럼 화성에도 액체 상태의 물이 지표면을 흐른다는 사실은 이번에 처음 확인됐다. 과학자들은 보통 바닷물보다 염분이 8배나 강한 사해(死海)에 사는 미생물처럼, 화성의 소금물에도 미생물이 있을 가능성이 크다고 보고 있다.

화성의 소금물은 조지아 공대 박사과정의 루젠드라 오자(Ojha)가 포함된 연구진이 5년여간 연구한 끝에 발견했다. 2010년 당시 애리조나대의 학부생이었던 오자는 앨프리드 매큐언 교수와 함께 화성의 사진에서 분화구 경사면 등에 보이는 어두운 선(線)들을 발견하고 이듬해 학술지 '사이언스'에 발표한 논문에서 소금물이 흐르는 지형일 가능성을 제기했다. '경사면에 나타났다 사라지기를 반복하는 선들(RSL· Recurring Slope Lineae)'이라고 명명한 이 지형은 폭이 0.5~5m쯤이고 길이는 100m쯤인데, 여름에 표면온도가 영하 23도 이상으로 올라갈 때만 나타났다. 이후 연구를 거듭한 결과 이번에 그 예측을 입증하는 증거를 찾아낸 것이다.

◇겨울철 눈 녹이는 염화칼슘 원리

화성의 소금물은 어떻게 영하 20도의 기온에서도 액체 상태를 유지할 수 있을까. 아무리 여름이라지만 지구에서는 당장 물이 얼어버릴 온도이다. 하지만 소금이 있으면 달라진다. 겨울철 도로에 쌓인 눈에 소금과 같은 염분인 염화칼슘을 뿌리면 얼음의 어는 점이 0도 이하로 내려간다. 덕분에 영하의 날씨에도 눈이 녹아 물이 된다. 현재 조지아공대 박사과정에 있는 오자는 이날 '네이처 지구과학(Nature Geoscience)'에 제1저자로 발표한 논문에서 "소금기 덕분에 상대적으로 따뜻한 여름에는 화성에서도 액체 상태의 물이 존재할 것으로 추정했다"며 "이번에 그 증거를 소금 성분이 내는 반사파로 찾아냈다"고 밝혔다.

물이 있다면 생명체도 가능하다. 사람을 비롯해 식물 등 생명체가 살아가는 데는 물이 필수적이다. 물은 생명체의 화학반응에 가장 적합한 물질이기 때문이다. 존 그런스펠드(Grunsfeld) NASA 과학임무담당 부국장은 "우주생명체를 찾으려는 화성 탐사 연구는 '물을 따라가는 것'이다"면서 "이번 연구 성과는 오랫동안 추정하던 것들이 과학적으로 입증된 것"이라고 말했다.

화성은 예전부터 지구 밖에서 생명체가 있을 가능성이 가장 높은 행성으로 지목됐다. 한국천문연구원 이재우 박사는 "행성이 생명체를 가지려면 에너지원인 항성(恒星) 주위에 있으면서 물이 액체 상태로 있을 만큼 적당한 표면 온도를 가져야 한다"고 말했다. 지구에서 가장 가까운 행성은 금성이지만, 평균온도가 섭씨 462도나 된다. 이에 비해 화성은 평균온도가 영하 63도로 지구의 평균온도 영상 15도에 더 가깝다. 과학자들은 앞으로 화성의 소금물이 어떻게 생긴 것인지 연구할 예정이다. 대기 중의 수분을 흡수한 것이라는 주장도 있고, 화성 지표 아래 얼음이 여름이 되면 지표면으로 녹아 나온다고 하는 설명도 있다.

◇생물 오염 우려에 현장 연구 제한

이번 발견으로 각국의 화성 탐사 경쟁이 더욱 치열해질 전망이다. 미국은 2020년 화성에 이동형 무인탐사로봇을 보낼 예정이다. 유럽은 그보다 앞서 2018년 화성 탐사로봇을 보내기로 했다. 두 로봇 모두 생명체가 있을 가능성이 높은 화성의 적도와 중위도 사이를 탐사할 계획이다. 미국은 2030년대에는 화성 유인(有人) 탐사선도 발사할 수 있을 것으로 보고 있다.

하지만 탐사 로봇이나 우주인이 화성에 가더라도 흐르는 소금물에 직접 손을 담그기는 어려워 보인다. 자칫 화성 생명체가 지구에서 보낸 로봇이나 우주인에게 묻어간 미생물에 오염될 가능성이 있기 때문이다. 유엔은 1967년 '우주조약'에서 지구 생명체에 의해 지구 밖 세계가 오염되는 것을 금지했다. 국제기구인 우주연구위원회(COSPAR)도 2002년 화성의 오염을 막기 위해 접근금지 구역인 '특수 지역(Special Region)'을 설정했다. 이번에 소금물이 흐르는 곳으로 확인된 곳처럼 비교적 온도가 높고 물이 있을 가능성이 큰 지역들이다. 세계적인 천문학자인 고(故) 칼 세이건은 생전에 "화성인(Martian)이 미생물일지라도 화성은 화성인의 것"이라고 말한 바 있다.