인류가 우주의 생명체를 찾을 때 과학자들이 가장 먼저 생명을 유지할 수 있는 핵심 요소라고 할 수 있는 신선한 물이 존재하는지 여부를 확인하게 됩니다. 화성의 표면은 황량하게 얼어붙어 있기 때문에 생명체가 살 수 없는 곳으로 여겨지고 있습니다. 화성의 탐사결과 화성은 과거에 물이 자유로이 흘렀던 따뜻하고 습기 많은 행성이었던 것으로 추정하고 있습니다. 이런 상황으로 봐서 과거에 화성에 생명체가 살았던 것으로 추측하고 있습니다.
화성의 그 많던 물은 어디로 사라진걸까??
화성의 물은 암석 안에 흡수
과거에 존재했던 화성의 물은 어디로 어떻게 사라졌을까 하는 화성의 물에 대한 의문은 오랫동안 풀리지 않는 의문이기도 합니다. 연구에서 화성의 물은 암석 안에 흡수돼 갇혀 있다고 밝혔습니다. 화성 표면의 암석이 물과 반응한 다음 이를 흡수했으며 이 과정에서 암석의 산화를 증가 시키게 되면서 지금과 같이 생명체가 살기 어려운 곳이 되었다는 것입니다.
화성의 물은 어디로?
화성 물이 사라진 이유에 대한 다양한 이론들이 있는데 이전의 연구에서는 화성의 물 대부분은 화성의 자기장이 붕괴되면서 우주공간으로 유실돼 버렸다고 추정한 연구결과도 있습니다. 고강도의 태양풍에 의해 휩쓸리거나 혹은 지표 아래 얼음으로 잠겨 버렸다는 것 입니다. 하지만 이런 이론들의 경우에는 모든 물이 어디로 갔는지는 설명하지 못 하고 있습니다. 화성의 물이 사라진 곳은 표면의 암석들이 천천히 물과 반응해서 화성의 맨틀 속에 갇히면서 건조하고 황량한 모습으로 바뀌었습니다.
현무암이 지구보다 25% 더 많은 물 저장
화성의 광물을 분석하게 된다면 이에 대한 해답을 얻을 것이라고 확신하고 지구의 암석 구성을 확인하는데 사용된 모델링 방법을 적용했습니다. 이를 통해 화성 표면의 물이 암석과 반응해 얼마나 많이 없어졌는지를 계산했습니다. 암석 온도와 지표면 아래의 압력 및 일반적인 화성의 구성 요소가 화성의 표면에서 어떤 역할을 했는지를 평가했습니다. 연구 결과 화성에 있는 현무암은 지구에 있는 것보다 25% 정도 더 많은 물을 저장할 수 있으며 그에 따라 화성 표면의 물을 암석 안으로 끌어들인 것으로 나타났습니다.
암석과의 반응 결과
실제로 많은 이들이 화성의 물이 어디로 갔는지 오랫동안 연구해왔으나 단순하게 암석과의 반응 결과 물이 흡수됐을 것이란 이론을 적용하지는 않았는데 화성의 맨틀을 산화 시키기 위해서는 다른 반응이 필요하다고 믿을 수 있는 증거가 있습니다. 화성의 운석은 지표의 암석에 비해 화학적으로 산화가 환원되고 조성이 매우 다른 것처럼 보이는데 그에 대한 이유와 함께 화성에서 왜 모든 물이 사라져 버렸는가 하는 의문은 화성의 광물학에서 해답을 찾을 수 있습니다.
화성의 현무암 지각이 스폰지 효과
지구의 판 구조 시스템은 지표면의 수위가 급격히 변화하는 것을 막아주게 되며 습한 암석은 비교적 건조한 지구의 맨틀로 들어가기 전에 효율적으로 탈수가 됩니다. 그러나 초기 지구나 화성은 물 재활용 시스템을 가지고 있지 않았습니다. 화성에서는 물이 구멍이 숭숭 뚫린 현무암 지각을 형성하는 갓 분출된 용암과 반응해 스폰지 같은 효과를 나타냈습니다. 화성의 물은 이어 암석과 반응해 다양한 광물을 함유하게 되었으며 물과 암석 반응은 암석의 광물학적 속성을 변화시켜 화성 표면을 건조하게 만들고 생명이 살 수 없는 곳이 되었습니다.
미묘한 차이가 큰 결과로
화성은 지구보다 크기가 훨씬 작고 온도 분포가 다르며 규산염 맨틀의 철분이 지구보다 높습니다. 이것은 단지 미묘한 차이에 지나지 않는 것 같지만 시간이 지나면서 결과가 상당히 달라지게 되는 것 입니다. 화성의 표면은 지표수와 더 쉽게 반응하게 되고 물을 함유한 광물을 형성할 수 있게 됩니다. 이런 원인들 때문에 화성에서는 지질화학적으로 자연스럽게 물이 맨틀로 끌어 당겨지고 반면 초기 지구에서는 수화된 암석들이 탈수가 될 때까지 떠다녔다는 설명입니다.
화성 소금 비율 지구보다 높아
화성의 성분 구성이 미래의 거주 가능성을 결정지을 것이란 점으로 이는 지구의 염도를 조사한 네이처의 새 논문에 반영돼 있습니다. 생명체가 생성되고 지속 가능하게 유지되려면 할로겐 수준(염소, 브롬, 요오드)이 지구와 같이 적정해야 한다는 사실을 보여주며 너무 많거나 적으면 생명체가 살아남을 수 없습니다. 이전의 연구들은 화성 운석의 할로겐 측정치가 너무 높다고 보고했습니다. 지구를 형성한 운석 샘플과 비교하면 화성의 소금 비율이 지구보다 훨씬 높은 것으로 나타났습니다.
화성의 그 많던 물은 어디로 사라진걸까 마무리
화성은 한 때 물과 생명력을 유지할 잠재력을 가지고 있었던 것으로 알려져 있습니다. 그러나 비교해 보시면 다른 행성들에 대해서도 알려진 것이 거의 없습니다. 지구 맨틀에 철분이 더 적거나 많다면 환경이 어떻게 변화할 것인가 지구가 지금보다 더 크거나 작다면 이에 대한 답변들은 암석 화학이 행성의 미래를 예측하는데 큰 역할을 한다는 것을 짐작하게 합니다.
다른 행성에서 생명체를 찾는 일에는 올바른 화학적 접근뿐만 아니라 지표에 물이 존재하는데 중요한 영향을 미치는 행성의 조성 방식과 같은 미묘한 부분까지도 살펴봐야 할 것 입니다. 화성의 그 많던 물은 결국 화성의 스폰치 암석안에 포함되어 있는 것으로 추측하는 연구결과도 있습니다.