유럽 연구팀 "알바 몬스 화산 인근 대기서 HCl 검출…지하 마그마 존재 시사"

(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 태양계에서 가장 큰 화산들이 있는 화성의 지하에서 현재도 마그마와 관련된 지질 활동이 이어지고 있을 가능성을 보여주는 새로운 증거가 발견됐다.

화성의 알바 몬스 화산 북쪽 경사면 모습. 오른쪽 사진의 흰색 사각형은 확대된 이미지의 위치. [MEX/HRSC global colour mosaic, ESA/DLR/FU Berlin, G. Michael. Inset: Blended MOLA-HRSC digital elevation model, Fergason et al 2018 제공]

러시아과학아카데미 우주연구소 알렉산더 트로히모프스키 박사 등 국제 연구팀은 5일 과학 저널 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에서 화성 대기 자료와 고해상도 지표면 영상을 분석, 지하 마그마에서 생성돼 방출된 것으로 추정되는 염화수소(HCl)를 포착했다고 밝혔다.

논문 공동 교신저자인 폴란드 과학아카데미 우주연구센터 다니엘 메주 교수는 "이번 연구 결과는 화성이 최근까지 화산활동을 뒷받침할 만큼 충분한 내부 열을 유지해 왔으며 어쩌면 지금도 그럴 가능성이 있음을 보여준다"고 말했다.

화성은 과거 태양계에서 가장 큰 화산들을 형성할 정도로 활발한 화산활동을 했지만 현재도 화산활동이 진행되고 있는지는 확인되지 않았다.

또 최근 화진(화성 지진)이 관측되고 수천만 년 전까지 화산활동이 있었던 흔적이 발견되면서 화성 내부에 아직 열과 마그마가 남아 있을 가능성이 제기돼 왔다.

연구팀은 유럽우주국(ESA) 화성탐사선 엑소마스 가스추적궤도선(ExoMars TGO)가 2020년 화성 대기에서 처음 포착한 염화수소 기체에 주목했다.

염화수소는 지구의 마그마 분출구에서 흔히 방출되는 것으로 알려져 있지만 화성이 따뜻한 근일점 시기에 여러 지역에서 포착된 염화수소는 먼지와 얼음 에어로졸 등 대기 중 화학반응으로 생성되는 것으로 추정돼 왔다.

연구팀은 TGO의 대기화학 측정장치(ACS)로 화성 대기 중 염화수소를 관측하고, TGO의 카시스(CaSSIS) 카메라와 화성 정찰 궤도선의 고해상도 카메라(HiRISE) 영상 등을 분석해 염화수소가 검출된 지역의 지형을 조사했다.

알바 몬스(Alba Mons) 화산 북쪽 사면 모습. 밝고 어두운 후광은 이 지역에 물질이 국지적으로 퇴적됐을 가능성을 보여준다. 사진은 2023년 2월 3일에 촬영됐으며 크기는 약 20㎞×20㎞. [ESA/TGO/CaSSIS 제공. 재판매 및 DB 금지]

북반구 초여름에 해당하는 시기에 수행된 78차례의 ACS 관측에서 8차례에 걸쳐 염화수소가 검출됐으며, 검출 위치가 높이 6천~7천ｍ에 달하는 거대 화산인 알바 몬스(Alba Mons) 북쪽 지역의 낮은 대기층에 집중된 것으로 확인됐다.

연구팀은 기존 대기화학 모델에 포함된 생성 경로로는 이번 원일점 계절에 관측된 염화수소의 양과 특정 지역에 집중된 분포를 설명하기 어렵다고 말했다.

이어 진행된 고해상도 영상을 이용한 염화수소 검출 지점 주변의 지질학적 특성 조사에서는 지표면에서 폭이 수십㎝ 정도인 가느다란 균열들이 발견됐으며, 일부는 지형의 융기부를 따라 길게 이어져 있었다.

연구팀은 이 균열들은 주변의 화산·지각 구조와도 연관된 형태를 보였다며 지하 깊은 곳의 마그마에서 발생한 염화수소 기체가 이런 균열을 통해 지표면으로 올라왔을 가능성이 있다고 해석했다.

화성 지표면 아래에는 얼음이 풍부한 영구동토층이 있는데, 마그마에서 생성된 염화수소가 이 얼음층에 갇혀 있다가 따뜻한 계절로 바뀌면서 얼음이 승화할 때 대기로 방출됐을 수 있다는 것이다.

연구팀은 알바 몬스 지역은 수십억 년간 화산활동이 이어진 흔적이 있고, 주변에는 마그마의 이동과 지각 변형으로 형성됐을 가능성이 있는 균열 구조가 있다며 이런 지질학적 특성도 염화수소의 마그마 기원설을 뒷받침한다고 설명했다.

다만 화성 지표면에서 새로운 용암류가 발견된 것도 아니고 마그마 활동에 따른 뚜렷한 열적 징후도 관측되지 않았다며 이 연구가 화성에서 현재 화산활동이 일어나고 있다는 사실을 직접 확인한 것은 아니라고 말했다.

연구팀은 대기 중 염화수소의 국지적 검출과 주변 지질 구조를 종합할 때 화성 내부에서 현재도 화성암 활동과 관련된 과정이 진행되고 있다는 설명이 관측 결과를 가장 잘 뒷받침한다고 설명했다.

이어 앞으로 TGO를 이용해 알바 몬스뿐 아니라 다른 화산 지역에서도 염화수소가 국지적으로 방출되는 현상이 나타나는지 관측하면 화성의 현재 지질활동과 내부 상태를 이해하는 데 도움이 될 것이라고 강조했다.

화성 지하에 뜨거운 마그마 있나?…"화산활동 관련 가스 포착"[http://yna.kr/AKR20261104184900017]

◆ 출처 : Science Advances, Alexander Trokhimovskiy et al., "Enigmatic HCl detections as a potential signature of igneous activity on Mars", http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.aeb9422

scitech@yna.co.kr

Copyright 연합뉴스 All rights reserved. 무단 전재 및 재배포 금지.