화성 땅속 750m 지하수 시스템 지구 사막과 비슷
화성 땅속 750m 지하수 시스템 지구 사막과 비슷
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  • 승인 2019.04.01 20:24
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충돌구 경사면 '검은 줄' 지하수 흐른 자국

'붉은 행성' 화성의 땅 속 깊은 곳에 있는 지하수는 황량한 표면과 달리 아직 활발히 움직이고 있으며, 그 흐름이나 구조가 사하라 사막과 유사하다는 연구결과 나왔다.

화성 적도 인근 충돌구의 경사면에 지하수 흐름으로 생긴 검은 선처럼 생긴 RSL[NASA/JPL/애리조나대학]

미국 서던캘리포니아대학(USC)에 따르면 이 대학 '건조 기후와 물 연구 센터(AWARE)'의 에삼 헤기 연구원은 화성의 적도 인근 일부 운석 충돌구 경사면에 검은 줄로 마른 개울처럼 형성돼 있는 '주기적 반복 경사면 선(RSL·Recurrent Slope Linea)'의 특성을 연구한 결과를 국제학술지 '네이처 지구과학(Nature Geoscience)' 최신호에 실었다.

RSL은 계절별로 짧아졌다가 길어지는 등 변화를 보이며, 과학자들은 지표수나 지표 바로 밑의 물흐름과 관련돼 있는 것으로 여겨왔다 .

그러나 연구팀은 이 RSL이 지하 깊은 곳에 있는 지하수가 강한 압력으로 충돌구 표면의 틈을 타고 지표로 나와 흐르면서 형성됐을 것이라는 새로운 가설을 제시했다.

연구팀은 화성 남극의 얼음층 1.5㎞ 아래에 지름 20㎞ 크기의 액체상태 물이 모여있는 호수가 있다는 연구결과가 발표됐지만, 화성의 지하수는 적도 지역을 중심으로 훨씬 더 넓게 분포해 있을 수 있다고 밝혔다.

이 지하수는 깊이 750m에서 활발히 움직이고 있으며 충돌구의 틈을 타고 표면으로 흘러나와 RSL을 형성하고 있다고 분석했다.

연구팀은 지하수를 가진 지구 사막의 대수층(帶水層)과 지하수 흐름을 연구했으며 이를 토대로 화성과 지구 사막의 지하수 흐름이 유사하다는 결론에 도달했다.

헤기 연구원은 지구와 화성이 지하 깊은 곳에 지하수를 갖고 있다는 것은 두 행성이 비슷한 과거를 갖고 진화해 왔다는 증거라면서, 이는 두 행성이 살아있는 지하수 시스템을 가질 만큼 충분히 오랫동안 습한 기후를 가졌다는 점을 나타내는 것이라고도 했다.

화성이 지구보다 더 많은 물을 가진 원시바다가 있을 때의 상상도 [NASA/GSFC 제공]

헤기 연구원은 화성 탐사선 마즈 익스프레스(Mars Express)의 레이더 탐사 장비인 'MARSIS(화성 심층부 및 전리층 음향탐사 레이더) 자료를 통해 남극의 지하호수를 찾아낸 연구팀의 일원이기도 했다. 이번에는 마즈 익스프레스와 화성정찰위성(MRO)이 확보한 고해상도 RSL 이미지와 컴퓨터 모의실험 등의 자료로 연구를 진행했다.

논문 공동저자인 아보탈리브 Z. 아보탈리브 연구원은 "사막 수문학(水文學) 연구에서 얻은 경험이 결론에 도달하는 초석이 됐다"면서 "북아프리카 사하라와 아라비아 반도에서 비슷한 메커니즘을 봤으며 이는 화성에서 비슷한 메커니즘을 찾아내는 데 도움을 줬다"고 했다.

연구팀은 화성의 지하수 형성 방법과 현재 위치, 이동 경로 등을 규명하면 지난 30억년간 화성의 기후조건 변화와 지하수 시스템에 미친 영향을 파악할 수 있으며, 이는 지구가 화성이 겪은 기후변화를 그대로 답습하고 있는지를 이해하는 데 도움을 줄 것이라고 지적했다.

연구팀은 또 RSL에 물을 공급한 지하수는 750m 깊이에 있을 수 있다면서 "지하수를 찾으려면 더 깊이 들여다볼 수 있는 기술을 고려할 것을 요구하는 것"이라고 덧붙였다.


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