화성 지하 20㎞서 바다 발견…"생명체 존재할 수도"

NASA의 화성 착륙선 인사이트가 수집한 데이터를 통해 재구성한 화성 내부의 층 구조를 나타낸 그림 / 사진=미 국립과학원회보(PNAS)

미국 연구진이 화성 지하에 대량의 물이 있다는 연구결과를 발표했다. 물의 양은 화성 지표면을 덮고도 남을 정도로 전해지면서 생명체가 있을 가능성도 제기됐다.

바산 라이트 미국 샌디에이고 캘리포니아대(UCSD) 스크립스 해양학연구소 교수가 이끄는 공동연구진은 미 항공우주국(NASA)의 화성 착륙선 '인사이트'의 지진파 분석을 통해 지하에 대량의 물이 있다는 사실을 밝혀냈다. 연구결과는 12일(현지시간) 국제학술지 미 국립과학원회보(PNAS)에 공개됐다.

과학계는 화성에도 30억년 전에는 바다가 존재했을 것으로 추정하고 있다. 실제 그동안 과거 물에 변형된 암석이나 물이 흐른 흔적이 남은 삼각주, 호수 퇴적물이 발견된 바 있다. 전문가들은 화성의 대기가 사라지면서 표면을 덮었던 물이 우주로 증발했거나, 액체 상태로 대수층(지하수를 품고 있는 지층)에 깊이 스며들었을 것으로 추정했다.

연구진은 2018년부터 2022년까지 4년간 인사이트가 화성 표면에서 수집한 지진파 속도 데이터를 수학적 모델링을 통해 분석했다. 지구에서도 지진파를 분석해 석유나 천연가스가 있는 유전(油田) 등 지표면 아래에 있는 물질을 유추한다. 지진파는 밀도가 높은 고체는 빨리 지나가고 액체인 물이 있으면 속도가 느려진다.

NASA의 화성 탐사선 인사이트가 2018년 12월 화성에서 찍은 사진 / NASA

분석 결과 지표면 아래 11.5~20㎞ 깊이의 다공성 암석층에 지하수가 존재하는 것으로 나타났다. 지하수의 양은 약 30억 년 전 사라진 것으로 추정되는 과거 화성 바다의 물보다 많다는 계산이 나왔다. 연구진은 "화성 표면 전체를 수심 1~2㎞ 정도로 덮을 수 있는 양"이라고 설명했다.

연구진은 이번 발견이 화성 내 생명체 존재 가능성을 연구하고, 미래 화성 탐사에 필요한 자원을 사용할 수 있을지 판단하는 데 중요하다고 강조했다. 라이트 교수는 "화성의 물 순환을 이해하는 것은 기후와 표면, 내부의 진화를 이해하는 데 중요하다"며 "물이 어디에 있고 얼마나 있는지 파악하는 것이 시작"이라고 설명했다.

액체 상태의 물은 화성에서 생명체를 발견할 가능성을 높인다. 라이트 교수는 "화성에 생명체가 있다는 직접적인 증거는 찾지 못했지만 이론적으로 생명체가 살 수 있는 장소를 발견했다"며 "다만 지구에서도 1㎞ 깊이의 구멍을 뚫기 어렵기 때문에 화성에서 20㎞ 아래에 있는 물을 사용하기는 아직 어려울 것"이라고 말했다.

화성에서 물을 발견한 것은 이번이 처음은 아니다. 2018년 이탈리아 국립천체물리학연구소(INAF)가 이끈 국제 공동 연구진이 화성 남극에서 500㎞ 떨어진 곳의 1.5㎞ 깊이 지하에서 20㎞ 이어진 호수를 발견했다고 밝혔다. 당시 연구진은 "상대적으로 얕은 깊이에서도 액체 상태의 물이 안정적으로 존재할 수 있다는 것을 처음으로 확인했다"고 했다.

2022년 NASA의 화성 탐사선 인사이트가 촬영한 사진 / 사진=NASA

강경주 기자 qurasoha@hankyung.com