화성의 물 서리: 새로운 증거가 발견되다
화성의 표면과 대기 사이에 활발한 물 교환이 이뤄지고 있다는 새로운 증거가 발견되었습니다.
스위스, 미국 등 9개국 공동 연구팀이 화성의 가장 높은 화산에서 물 서리(water frost)를 처음으로 관측한 것입니다.
물 서리는 수분을 많이 포함하고 있는 액체상 서리로, 대기 중 수분이 승화해 생긴 서리가 기온 상승으로 그 일부가 녹기 시작하는 현상입니다.
국제 공동 연구팀의 활약
이번 연구에는 스위스 베른대 물리학 연구소, 미국 브라운대 지구·환경·행성과학과, 애리조나대, 벨기에 왕립 천문대, 브뤼셀 자유대, 루뱅 가톨릭대 천문학 연구소, 독일 항공우주센터(DLR) 행성연구소, 이탈리아 파도바 천체 관측소, 천체 물리학·행성 연구소, 프랑스 파리 샤클레대, 파리 대학연구소, 캐나다 웨스턴대 지구과학과, UAE 칼리파대, 영국 오픈대 등 천문학자와 천체물리학자들이 참여했습니다.
이 연구 결과는 지구 과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 지구과학’ 6월 11일 자에 실렸습니다.
화성의 타르시스 산맥과 물 서리
화성의 타르시스 산맥은 화성 적도 부근에 있는 고원지대로 21㎞ 높이의 올림포스산을 포함해 에베레스트산의 1~2배 수준의 태양계에서 가장 크고 높은 화산들을 포함하고 있습니다.
올림포스산의 면적은 프랑스만큼 넓은 것으로 확인되고 있습니다.
이들 화산은 지질학적으로 겉보기에는 활동하지 않는 것처럼 보입니다.
화성은 햇빛과 얇은 대기층 때문에 낮 동안 지표면이나 산 정상 모두에서 상대적으로 높은 온도를 유지하기 때문에 물 서리는 거의 관찰되지 않는 것으로 알려졌습니다.
화성 적도 주변에서는 더더욱 물 서리를 관찰하기 어렵다고 생각됐습니다.
유럽 우주국(ESA)의 발견
연구팀은 유럽 우주국(ESA)의 가스 추적 궤도선(TGO)이 수집한 이미지를 분석해 화산 정상과 올림포스산의 칼데라 바닥에서 얼음 퇴적물을 확인했습니다.
얼음 퇴적물은 화성의 겨울 이른 아침에만 나타나는 것으로 알려졌습니다.
연구팀은 기후 모델 시뮬레이션을 통해 표면 온도가 이산화탄소가 아닌 물로 구성된 서리와 일치한다는 사실을 확인했습니다.
시뮬레이션에 따르면 타르시스 산맥 위에 흐르는 대기에 의해 생성된 대기 순환 패턴이 지구의 고산 지역에서 나타나는 미기후와 유사하게 서리 응결 조건을 충족시킵니다.
화성 대기와 표면 사이의 물 교환
화성의 겨울철에 타르시스 산맥 아르시아 화산의 칼데라에 생긴 물 서리의 영상이 ESA에 의해 제공되었습니다.
연구팀은 타르시스 산맥에서만 형성되는 서리의 총질량은 약 15만 톤으로, 올림픽 규격의 수영장 60개에 해당하는 양이라고 밝혔습니다.
이런 물 서리는 겨울철 화성의 대기와 표면 사이에서 매일 교환되고 있을 것으로 추정됩니다.
이는 화성 대기 중 수증기 총량의 극히 일부에 불과하지만, 화성의 표면 환경에 중요한 역할을 하는 것으로 파악됩니다.
미래 탐사와 생명체 흔적 찾기에 미치는 영향
연구를 이끈 니콜라스 토마스 베른대 교수(태양계 동적 물리학)는 “이번 연구 결과는 화성에서 물의 존재 위치와 이동 방식을 이해하고 미래 탐사와 생명체 흔적을 찾는 데 필수적인 행성의 대기 역학을 이해하는 데 도움이 됩니다”라고 설명했습니다.
이 연구는 화성에서 물의 순환과 기후 변화를 이해하는 데 중요한 기초 자료를 제공하며, 이는 앞으로의 화성 탐사 및 우주 연구에 큰 도움이 될 것입니다.
또한, 화성에서의 물 존재 여부는 화성에서의 생명체 가능성을 탐구하는 데 중요한 단서를 제공합니다.
이번 발견은 미래의 탐사 임무가 화성의 대기와 표면 사이의 물 교환 과정을 더 자세히 연구할 수 있는 기반을 마련하였습니다.
이는 특히 화성에서 인간이 거주할 수 있는 환경을 조성하는 데 중요한 정보를 제공할 것입니다.
화성의 대기와 표면 사이의 물 교환 과정에 대한 이해는 화성의 기후 변화와 지질학적 활동을 연구하는 데 중요한 역할을 합니다.
따라서 이 연구는 화성 탐사와 관련된 다양한 분야에서 큰 관심을 받고 있습니다.
미래의 연구는 이번 발견을 바탕으로 화성의 다른 지역에서도 유사한 현상이 발생하는지 조사하고, 이를 통해 화성의 전체적인 물 순환 체계를 이해하는 데 중점을 둘 것입니다.
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