화성 역사상 가장 오래된 물의 흔적

미국항공우주국(NASA)의 화성 탐사 로버 퍼서비어런스(Perseverance)가 화성 지표면 아래 35미터(약 115피트) 깊이에서 약 37억~42억 년 전 형성된 고대 강 삼각주의 흔적을 발견했다. 학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에 수요일 발표된 이 연구 결과는 화성에 물이 존재했다는 가장 오래된 증거 중 하나로, 지표면에서 관찰된 서부 삼각주보다 수억 년 앞선 시기의 흔적이다.

퍼서비어런스에 탑재된 지표투과레이더(RIMFAX)가 예제로 크레이터(Jezero Crater) 지하에서 층상 퇴적물을 탐지했으며, 이는 한때 이곳에 강이 흘러 삼각주를 형성했음을 보여준다. 연구진은 이 발견이 화성의 물 환경이 이전에 추정했던 것보다 훨씬 더 오랜 기간 지속됐을 가능성을 시사한다고 설명했다.

생명체 흔적 탐사의 새로운 가능성

캘리포니아대학교 로스앤젤레스캠퍼스(UCLA)의 제1 저자 에밀리 카다렐리(Emily Cardarelli) 박사는 이 지역이 "생체 서명 보존이 가능한" 물이 풍부한 환경을 갖추고 있었다고 밝혔다. 물이 풍부한 환경은 생명체가 출현하고 유지되는 데 필수적인 조건으로, 이번 발견은 화성에서 고대 생명체의 흔적을 찾을 수 있다는 기대를 높이고 있다.

특히 삼각주 퇴적물은 유기물과 미생물의 흔적이 보존되기 좋은 환경으로 알려져 있다. 강이 운반한 퇴적물이 층을 이루며 쌓이는 과정에서 당시 환경의 화학적·생물학적 정보가 함께 보존될 수 있기 때문이다. 연구진은 향후 샘플 채취 계획에서 이 지하 구조에 접근할 수 있는 지점을 우선 고려할 방침이다.

화성 물 환경 연구의 진화

화성 물 환경에 대한 연구는 2000년대 초반 화성 궤도 탐사선들이 건조한 강바닥과 광물 흔적을 발견하면서 본격화됐다. 2012년 착륙한 큐리오시티(Curiosity) 로버는 게일 크레이터(Gale Crater)에서 과거 호수가 존재했던 증거를 확보했고, 2021년 착륙한 퍼서비어런스는 예제로 크레이터의 지표면 삼각주 퇴적물을 통해 약 30억 년 전 물이 있었다는 사실을 입증했다.

이번 발견은 기존 지표면 관찰로는 알 수 없었던 더 깊은 시간대의 정보를 제공한다는 점에서 의미가 크다. RIMFAX는 전파를 이용해 지하 10미터 이상 깊이의 지층 구조를 분석할 수 있는 장비로, 로버가 이동하며 수집한 데이터를 통해 지하 퇴적층의 연속성과 형태를 3차원으로 재구성했다.

현재 화성 물 환경 연구는 단순히 물의 존재 여부를 넘어 물이 얼마나 오랫동안, 어떤 형태로 존재했는지를 밝히는 방향으로 진화하고 있다. 예제로 크레이터는 직경 45킬로미터의 충돌 구조로, 약 39억 년 전 형성된 것으로 추정된다. 이번 연구 결과는 크레이터가 형성된 직후부터 물이 유입되기 시작했을 가능성을 시사한다.

앞으로의 전망 [AI 분석]

NASA는 2030년대 초반 화성 샘플 귀환(Mars Sample Return) 미션을 통해 퍼서비어런스가 채취한 암석 샘플을 지구로 가져올 계획이다. 이번에 발견된 지하 삼각주 인근의 샘플이 포함될 경우, 화성 초기 역사와 생명 가능성에 대한 결정적 단서를 얻을 가능성이 높다.

한국의 화성 탐사 참여도 활발해지고 있다. 한국항공우주연구원(KARI)은 2030년대 달 착륙선 개발 경험을 바탕으로 화성 탐사 참여 방안을 검토 중이며, NASA와의 국제 협력을 통해 화성 탐사 기술을 축적할 것으로 전망된다. 이번 퍼서비어런스의 발견은 향후 유인 화성 탐사를 위한 물 자원 활용 가능성을 평가하는 데도 중요한 참고 자료가 될 것으로 보인다.

지하 삼각주 연구는 화성뿐 아니라 목성의 위성 유로파, 토성의 위성 엔셀라두스 등 태양계 내 다른 천체의 생명체 탐사 전략에도 영향을 미칠 가능성이 높다. 지표 아래 보존된 고대 환경을 분석하는 방법론이 검증될 경우, 유사한 레이더 기술이 다른 탐사 미션에도 적용될 것으로 예상된다.