화성의 델타. 최근 연구에 따르면 화성은 수십억 년 전에 따뜻하고 습했습니다. 이번 발견은 이 시대가 주로 춥고 얼음이 얼었다는 또 다른 이론과 대조된다. 이 결과는 이 시기에 지구상에 생명체가 발달했을 수 있다는 생각에 영향을 미칩니다.
화성이 한때 거주 가능했는지 여부는 수십 년 동안 매혹적이고 집중적으로 연구된 관심 주제입니다. 화성은 지구와 마찬가지로 나이가 약 45억년이고 지질학적 역사는 서로 다른 시대로 나누어져 있습니다.
최신 논문은 약 41억년에서 37억년 전까지 연장된 노아키아 시대(Noachian epoch)라고 불리는 시대의 화성에 관한 것입니다. 이것은 LHB(Late Heavy Bombardment)라고 불리는 태양계 역사의 한 단계였습니다. LHB 동안 실제로 격변적인 운석 충돌에 대한 증거는 태양계 전체의 많은 천체에서 발견됩니다.
화성에 있는 이 시대의 두 가지 명백한 상처는 거대한 헬라스(Hellas)와 아르가이레(Argyre) 충돌 분지입니다. 두 곳 모두 너비가 1,000마일이 훨씬 넘으며, 각각은 지중해의 모든 물을 담을 수 있을 만큼 충분한 공간을 갖고 있습니다.
그러한 시대가 연약한 생명체의 존재에 도움이 된다고는 상상하지 못할 수도 있지만, 화성이 가장 거주하기 좋은 시대일 가능성이 높습니다. 이 시기에 물에 의해 조각된 지형에 대한 증거는 풍부하며 말라버린 강 계곡, 호수 바닥, 고대 해안선 및 강 삼각주를 포함합니다.
노아기 시대의 일반적인 기후 조건은 여전히 치열한 논쟁거리입니다. 두 가지 대체 시나리오가 일반적으로 가정됩니다. 이때는 운석 충돌과 화산 폭발로 인해 대량의 얼어붙은 물이 가끔 녹으면서 춥고 얼음이 많았거나, 아니면 따뜻하고 습했으며 얼음이 거의 없었다는 것입니다.
밝은 태양
화성의 모래 언덕. 태양을 포함한 모든 별은 나이가 들수록 밝아집니다. 초기 태양계, 즉 노아키아 시대에는 태양이 오늘날보다 약 30% 더 어두웠기 때문에 화성(및 모든 행성)에 도달하는 열이 적었습니다. 현재 따뜻하고 습한 기후를 유지하려면 화성의 대기가 매우 풍부하고(현재보다 훨씬 두꺼우며) CO2와 같은 온실 가스가 풍부해야 합니다.
그러나 대기압이 충분히 높아지면 CO2가 공기 중에서 응축되어 구름을 형성하고 온실 효과를 감소시키는 경향이 있습니다. 이러한 문제를 고려하면 아마도 차갑고 얼어붙은 시나리오가 더 믿을만할 것입니다.
2021년 2월에 극적으로 착륙한 Mars 2020 Perseverance Rover의 주요 과학 목표 중 하나는 이 두 가지 시나리오 중 하나를 뒷받침하는 증거를 찾는 것이며 Perseverance의 데이터를 사용한 새로운 논문이 바로 그 일을 수행했을 수도 있습니다.
Perseverance는 한때 호수가 있었기 때문에 착륙 지점으로 선택된 화성의 Jezero 분화구에 착륙했습니다. 궤도에서 분화구를 보면 흐르는 물에 의해 분화구 벽을 뚫고 형성된 수로에서 나오는 여러 가지 부채꼴 모양의 퇴적물이 보입니다. 이 수로에는 점토 광물이 풍부하게 매장되어 있습니다.
새로운 논문은 고대 흐름 채널 중 하나에 위치한 카올리나이트라고 불리는 알루미늄이 풍부한 점토 자갈에 대한 최근 분석을 자세히 설명합니다. 자갈은 노아키아 시대에 물에 의해 극심한 풍화 작용과 화학적 변화를 겪은 것으로 보입니다.
알려진 고대 물 환경에서는 이것이 놀라운 일이 아닐 수도 있지만 흥미로운 점은 이 점토에 철과 마그네슘이 많이 고갈되어 있고 티타늄과 알루미늄이 풍부하다는 것입니다.
이는 이러한 암석이 화산 활동이나 운석 충돌로 인해 얼음이 녹아 뜨거운 물이 일시적으로 방출되는 열수 환경에서 변형될 가능성이 적다는 것을 의미하기 때문에 중요합니다.
대신, 적당한 기온과 지속적인 폭우로 인해 변화된 것으로 보입니다. 저자들은 이 점토 자갈의 화학적 구성이 지구 역사상 기후가 훨씬 더 따뜻하고 습했던 시기부터 발견된 유사한 점토와 뚜렷한 유사점을 발견했습니다.
논문에서는 이러한 카올리나이트 자갈이 "지구의 과거 온실 기후"에 필적하는 높은 강수량 조건에서 변경되었으며 "화성 역사상 가장 습한 기간 중 일부와 아마도 가장 거주 가능한 부분을 나타낼 가능성이 높다"고 결론지었습니다.
더욱이, 이 논문은 이러한 조건이 수천 년에서 수백만 년에 걸쳐 지속되었을 수 있다고 결론지었습니다. Perseverance는 작년에 역시 Jezero 분화구 내부에서 수집한 샘플에서 가능한 생체특징을 발견했다는 사실로 최근 헤드라인을 장식했습니다.
이 귀중한 샘플은 이제 향후 화성 샘플 반환 임무에서 수집할 수 있도록 탐사선의 특수 밀봉 용기에 보관되었습니다. 불행하게도 NASA는 최근 임무를 취소했기 때문에 그 안에 포함되거나 포함되지 않을 수 있는 중요한 증거는 아마도 수년 동안 지구 기반 실험실에서 조사되지 않을 것입니다.
이러한 미래 분석에서 중요한 것은 소위 "놀 기준(Knoll criterion)"입니다. 이 개념은 우주생물학자인 Andrew Knoll이 공식화한 개념입니다. 그것 없이는 설명할 수 없어야 합니다. 이 샘플이 Knoll 기준을 충족하는지 여부는 지구로 가져올 수 있는 경우에만 알 수 있습니다.
어느 쪽이든, 최초의 인간이 지구에 오기 수십억 년 전인 화성의 시대, 열대 기후와 아마도 살아있는 생태계가 한때 황폐하고 바람에 휩쓸린 제제로 분화구에 존재했다고 상상하는 것은 매우 놀랍습니다.
Gareth Dorrian, 우주 과학 박사후 연구원, 버밍엄 대학교
이 기사는 크리에이티브 커먼즈 라이센스에 따라 The Conversation에서 재출판되었습니다. 원본 기사를 읽어보세요.
