[아하! 우주] 화성 남극 빙하 밑에 호수 존재 가능성 커

화성은 매우 춥고 건조한 사막 행성이지만, 극지방에는 물을 구할 수 있는 장소가 있다. 화성의 양 극지방에는 얼음 상태의 물과 이산화탄소가 냉각돼 만들어진 드라이아이스로 된 빙하가 있기 때문이다. 다만 지구와는 달리 이산화탄소가 고체로 존재할 수 있는 극저온 환경이기 때문에 생명체가 살 가능성은 희박하다.

그런데 2018년 유럽우주국(ESA)의 과학자들은 화성 탐사선 ‘마스 익스프레스’의 레이더 데이터를 분석해 화성 남극 빙하 아래에 액체 상태의 물질이 있는 것 같다는 연구 결과를 발표했다. 사실 빙하 아래 호수는 지구에서도 다수 발견됐다. 아무리 추운 남극이라도 수㎞ 빙하 아래에는 지열이나 빙하와 기반암의 마찰 같은 여러 가지 열원에 의해 물이 녹아 호수를 형성할 수 있기 때문이다. 따라서 이 연구 결과는 이론적으로 충분히 가능한 것으로 여겨졌다. 그리고 화성 남극 빙하 아래 액체 상태의 물이 있고 다른 에너지원이 존재한다면 생명체가 존재할 수 있기에 학계의 주목을 받았다. 미국항공우주국(NASA) 산하 제트추진연구소(JPL)의 과학자들은 이 주장을 검증하기 위해 마스 익스프레스에 탑재된 마시스(MARSIS· Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding) 레이더 데이터를 추가로 확보해 다시 분석했다. 마시스는 레이더가 지표와 얼음을 뚫고 반사되는 정도를 측정해 궤도에서 지질 상태를 조사하기 위해 개발됐다. 레이더의 반사 정도는 물질의 종류에 따라서도 달라지지만, 액체인지 고체인지에 따라서도 크게 달라진다. 따라서 두꺼운 얼음 아래에 있는 호수를 확인할 수 있는 것이다.

연구팀은 15년 동안 측정된 4만4000개의 데이터를 상세히 분석해 남극 빙하 아래 호수로 의심되는 레이더 신호가 하나가 아니라 여러 개라는 사실을 발견했다. 수십 개의 빙하 아래 호수 후보들을 분석한 결과 연구팀은 생각보다 얕은 장소에도 호수가 있다는 사실에 주목했다. 예를 들어 영하 63℃ 정도로 추정되는 1.6㎞ 깊이에서도 호수의 신호를 발견할 수 있었다.

만약 진짜 호수가 있고 이 온도에서도 얼지 않는다면 상당히 많은 미네랄이 녹아 있는 짠 물일 가능성이 높다. 다른 가능성은 화산 활동이나 온천 등 다른 지질 활동에 의한 열원이 있어 온도가 생각보다 훨씬 높은 경우다. 어느 쪽이든 상대적으로 얕은 깊이에 있는 빙하 아래 호수는 미래 화성 남극 탐사에 중요 목표가 될 것이다.

과학자들은 고대 화성이 지구처럼 따뜻하고 액체 상태의 물이 풍부한 환경이었다고 믿고 있다. 그리고 이 시기 지구에서 생명체가 탄생한 것처럼 화성에서도 생명체가 탄생했을지도 모른다. 만약 화성 생명체가 단순한 박테리아 형태라도 존재했다면 지금까지 명맥을 유지할 수 있는 장소 중 하나가 바로 고립된 호수다. 그러나 실제 호수가 존재하는지, 그리고 그 호수 속에는 무엇이 존재하는지 알아내기 위해서는 결국 드릴로 뚫고 호수 내부를 조사할 수밖에 없다.

다만 지구에서도 이렇게 깊은 곳까지 얼음을 뚫고 호수 내부를 탐사하는 일은 쉽지 않은 과제다. 화성은 더 말할 필요도 없다. 따라서 실제 탐사는 먼 미래의 일이 되겠지만, 인류는 화성 생명체에 대한 의문을 풀기 위해 언젠가 이 난제에 도전할 것이다.