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- 중국의 화성 탐사선 Zhurong은 물의 추가 징후를 발견.
- 2021년 5월 Tianwen-1 화성 임무에 의해 Utopia Planitia 평원의 남쪽에 배치
- 중국의 화성 탐사선 Zhurong은 화성 평원 Utopia Planitia에서 암석 분석
- 미래 화성 탐사에 사용할 수 있는 미네랄, 지하 얼음 형태로 상당한 양의 물 포함 가능

화성: 액체 상태의 물은 생각보다 오래 머물렀다.
지표 근처의 지하수는 화성의 현대 시대만큼 늦게까지 존재했을 수 있다.

화성은 이전에 생각했던 것보다 더 오랫동안 액체 상태의 물을 가지고 있었을 수 있다. 중국의 화성 탐사선 Zhurong은 화성 평원 Utopia Planitia에서 암석을 분석하는 동안 이에 대한 증거를 발견했다. 그곳에서 수화된 규산염과 황산염의 광물 껍질을 확인했는데, 이는 식염수 지하수가 상승해 형성된 것이 틀림이 없었다. 이것은 지난 18억 년 동안 이 시점에서 화성 지하에 액체 상태의 물이 있었다는 것을 의미한다. 

▲ 중국 화성 탐사선 주롱(Zhurong) 착륙장의 모습. 그는 그곳에서 수화된 미네랄을 발견했는데, 이는 액체 물의 늦은 존재를 나타낸다. © China National Space Administration (CNSA)

화성은 초기에 오늘날보다 거주하기가 더 쉬웠으며 호수, 강, 그리고 아마도 바다도 있었다.
그러나 지금까지 붉은 행성에 실제로 얼마나 많은 액체 물이 존재했으며 얼마나 오래 지속됐는 지에 대해서는 논란이 일고 있다. 현재의 가정에 따르면, 약 35억 년 전 기후 변화 이후 화성 표면에는 액체 상태의 물이 영구적으로 더 퇴적되지 않았다. 약 18억 년 전 아마존 시대가 시작되면서 일시적인 수원도 마침내 고갈될 수 있었다.

이것이 아니라면, 일부 가설에 따르면, 춥고 건조한 화성의 현대 시대에도 열수 분출구 또는 기타 따뜻한 지하수 공급원에서 나오는 물이 적어도 가끔 표면으로 떠올랐을 수 있다. 이것의 증거는 암석의 더 젊은 층을 관통하는 강바닥을 포함한다.

▲ Utopia Planitia 평원 남쪽에 있는 탐사로봇 Zhurong의 착륙장. ©NASA/JPL

두 가지 다른 암석 유형

중국의 화성 탐사선 Zhurong은 이제 그러한 "늦은" 물의 추가 징후를 발견할 수 있었다. 그것은 2021년 5월 Tianwen-1 화성 임무에 의해 Utopia Planitia 평원의 남쪽에 배치됐다. 화성 탐사 92일 동안 탐사선은 6개의 과학 장비를 사용하여 착륙 지점 주변의 형태, 광물학, 표면 구조 및 얼음 분포를 연구했다. 베이징 국가 우주 연구 센터의 Yang Liu와 그의 동료들은 이 데이터를 분석했다.

로버의 착륙 지점에는 두 가지 유형의 암석이 있다.
첫 번째는 더 오래되고 더 깊은 지층에서 나온 것으로 여겨지는 어두운 현무암 암석을 포함한다. 반면에 두 번째 유형의 암석은 색상이 밝으며 일부 더 어두운 덩어리에도 가벼운 코팅이 있다. 밝은색의 지각은 종종 비늘 모양으로 벗겨지며 연구에 따르면 아마존 시대로 거슬러 올라간다. 따라서 18억 년 미만이다.

수화 규산염 및 황산염의 껍질

그러나 결정적으로 밝은 색의 암석을 분광학적으로 분석한 결과 수화 광물(구조에 물이 결합돼 있고 일반적으로 액체 상태의 물이 있는 상태에서 지구에서 형성되는 광물)이 암석에 포함돼 있다는 것이 밝혀졌다. Liu와 그의 동료들에 따르면 화성 암석의 스펙트럼 서명은 석고뿐만 아니라 수화된 규산염과 황산염의 스펙트럼 서명과 일치할 수 있다고 한다.

어두운 코어 주위에 부분적으로 형성된 가벼운 층이 있다는 것을 감안할 때, 그들은 이것이 일종의 듀릭 지각(바위 공극수에서 광물이 침전되어 형성된 단단한 지각)이라고 가정한다. 화성 지각의 경우, 연구자들은 지하수위가 더 높은 단계에서 식염수가 지하로 상승할 때 형성되었을 것으로 의심하고 있다. 그런 다음 근처 표면에서 증발이 이 간극수의 염도를 더욱 증가시키는 염분 광물 껍질이 형성됐다.

▲ 화성에서 수화된 암석 지각의 형성에 대한 가능한 시나리오. © Liu et al./ Science Advances, CC-by-nc 4.0

화산 또는 기후의 따뜻한 단계

과학자들에 따르면 화성의 광물 지각은 얕은 지하수가 아마존 시대만큼 늦게 존재했음을 시사한다. 이 상승은 적어도 일시적으로 표토를 적시고 두리크 껍질을 형성할 만큼 충분히 높았다. Liu와 그의 팀은 "이러한 관찰은 화성에서의 수성 활동이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 오래 지속됐음을 시사한다"고 말했다.

그들은 화산 활동으로 인한 온난화가 이 액체 물의 늦은 발생에 대한 가능한 이유일 뿐만 아니라 화성 축의 흔들림으로 인한 일시적인 기후의 따뜻한 단계를 보고 있다. 화성 역사의 과정에서 이것은 수십도 이상 방향을 반복적으로 변경했으며 따라서 지역 태양 복사에도 영향을 미쳤다. 이 간빙기 중 하나 동안 Utopia Planitia 남부 및 기타 지역은 염분 지하수가 액체로 남아 있는 간헐적인 온도를 경험했을 수 있다.

미래의 화성 우주인을 위한 물?

새로운 결과는 미래의 유인 화성 임무에도 잠재적인 영향을 미칠 수 있다. "Zhurong 착륙 지점과 북부 평원의 다른 지역에는 미래의 화성 탐사에서 사용할 수 있는 미네랄과 지하 얼음 형태로 상당한 양의 사용 가능한 물이 포함될 수 있다. 현지 자원"이라고 연구팀은 강조했다.
(Science Advances, 2022; doi: 10.1126/sciadv.abn8555)
출처: American Association for the Advancement of Science (AAAS)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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