Sciepro/과학 사진 라이브러리/Getty Images
화성은 지구와 공통점이 많은 암석형 행성 중 하나일 수 있지만, 진정으로 독특하게 만드는 신비로 가득 차 있습니다. NASA와 기타 국제 우주 프로그램은 정기적으로 새로운 비밀을 밝혀내고 있습니다. 일부는 우리가 예상했던 것과 일치하고 일부는 실제로 이 세상에서 벗어난 것입니다. 현재 MAVEN, Odyssey, Reconnaissance Orbiter, Perseverance 및 Curiosity는 화성에서 매우 멋진 것을 발견하고 있으며, 이로 인해 우리는 다음에 무엇을 발견하게 될지, 그리고 그것이 우리의 과거에 대해 무엇을 말해 줄 수 있는지 궁금해하게 됩니다.
이것이 바로 우리가 화성에서 발견한 가장 흥미로운 것들 중 13가지를 모아서 두 가지 생각을 하게 만든 이유입니다. 지금 더 많이 배울수록 우리는 우주를 더 잘 이해할 수 있고 잠재적으로 화성과 그 너머에 대한 인간 유인 임무를 준비할 수 있습니다.
작은 화성의 꽃
당신이 정원사라면 화성에서 "꽃"을 발견했다는 소식을 듣고 기뻐할 것입니다. 글쎄요. 2022년 2월 24일, 화성 탐사선 큐리오시티(Curiosity)는 게일 분화구에서 산호 조각이나 꽃 한 송이와 유사한 작은 광물 형성물을 발견했습니다. 지구상의 발렌타인 데이는 조금 늦었지만, 이 뒤늦은 선물은 과학자들에게 액체 상태의 물이 화성 표면의 도관을 통해 자유롭게 흘러 광물 매장지를 남겨둔 화성의 과거를 엿볼 수 있게 해주었습니다.
NASA에 따르면, 이 광물 "꽃"과 오른쪽의 둥근 동료들은 1페니보다 작지만 너무나 많은 것을 드러낸다고 합니다. 이러한 광물화된 발견은 화성 물의 미네랄 함량이 얼마나 풍부했는지, 그리고 표면의 암석을 통해 이동하는 방식을 이해하는 데 도움이 됩니다. 하지만 우리가 찾은 유일한 예금은 아닙니다. Opportunity는 2004년에 '블루베리'라는 애칭을 얻은 작은 구형 퇴적물 집단을 발견했습니다.
다른 영역으로 가는 문?
2022년 5월 7일, 큐리오시티는 공상과학 소설에서 튀어나온 듯한 그린휴 페디먼트(Greenheugh Pediment)를 탐험하면서 이미지를 촬영했습니다. 이미지는 흑백이었고 해상도가 약간 낮았기 때문에 포착한 것의 신비로움을 더해줄 뿐이었습니다. 행성으로 들어가는 출입구처럼 보이는 암석의 거의 완벽한 직사각형 모양이었습니다. 불행하게도 그것은 미지의 세계로 통하는 신비로운 관문이 아니었습니다. 단지 자연 침식으로 인해 남겨진 구조물일 뿐이었습니다.
이 설명을 곁눈질로 하게 될 수도 있지만, 눈에 보이는 것보다 더 많거나 적다는 것을 알려주는 몇 가지 사실이 있습니다. 우선, 직사각형의 높이는 3피트 미만이므로 이상한 나라의 앨리스나 작은 화성의 녹색 인간으로 가득 차 있지 않는 한 그 문을 통과할 수 있는 것은 거의 없습니다. 더 가능성이 높지만 덜 감질나는 것은 바위가 엄청난 무게로 인해 스스로 붕괴되어 문 "프레임"의 오른쪽 위로 올라가는 것을 볼 수 있는 자연적인 균열을 따라 문과 같은 모양을 만들었다는 것입니다. 오른쪽 전경에는 옆으로 누워 있는 바위 덩어리도 볼 수 있는데, 원래는 지금 "문"이 있던 자리에 붕괴로 인한 사상자가 있을 가능성이 높습니다.
동물 발자국 화석처럼 보이는 광물 성장
2018년 1월 2일, 큐리오시티는 샤프 산 근처에서 사진을 찍어 엄청난 논란을 불러일으켰고 아마도 NASA의 홍보팀에게는 엄청난 골칫거리였을 것입니다. 이 작은 튜브 모양의 구조는 쌀알 크기에 불과하지만 그 의미가 엄청나게 커져 어떤 사람들은 그것이 한때 생명을 유지했던 붉은 행성을 보여주는 화석화된 굴 흔적이라고 믿을 정도입니다. 하지만 사실은 조금 덜 섹시합니다. 왜냐하면 한때 화성 해역에 운반되었던 광물의 결정화된 잔재일 뿐이기 때문입니다.
그러나 과학자들은 아직 두 가지 주장을 완전히 배제할 수는 없다고 말합니다. 우선, Curiosity에는 이러한 "트랙"을 조사하는 데 필요한 민감한 도구가 없습니다. 또 다른 이유는 1억 4천만 마일 떨어진 외딴 행성을 고려하지 않고 여기 지구에서 그러한 차별화를 만드는 것이 믿을 수 없을 정도로 어렵습니다. 그러나 생명보다 물에 대한 더 많은 증거를 발견했기 때문에 Curiosity 팀은 상상력을 마음껏 펼치는 것보다 주의를 기울이는 것이 더 낫다고 생각합니다.
죽음에 맞서 싸우는 두 개의 토네이도
"먼지 악마"로 알려진 소용돌이치는 공기탑은 탐사선이 화성에서 흔히 볼 수 있는 광경이지만, 2025년 1월 25일 Perseverance는 정말 놀라운 광경을 목격했습니다. 위치 헤이즐 힐(Witch Hazel Hill) 근처 제제로 분화구(Jezero Crater)에서 한 마리가 아닌 두 마리의 먼지 악마가 죽음을 향해 싸우는 모습을 짧은 영상으로 포착했습니다. 짧은 기록에서 과학자들은 210피트에 달하는 가장 큰 토네이도가 15피트보다 작은 토네이도를 완전히 압도하고 소모하는 것을 지켜보았습니다. 그것을 완성하기 위해 필요한 것은 David Attenborough 내레이션뿐이었지만 아쉽게도 그는 아직 붉은 행성의 공격적인 행위를 다루지 않았습니다. 그러나 진정한 자연 다큐멘터리 스타일에서는 더 작은 악마도 결국 종말을 맞이했을 가능성이 높으므로 오랫동안 작은 악마를 불쌍히 여길 필요는 없습니다.
우리는 1970년대 NASA의 바이킹 궤도선이 공기와 흙으로 이루어진 소용돌이 터널을 처음으로 촬영한 이후로 먼지 악마에 대해 알고 있습니다. 우리는 그들의 소리를 포착했고, 착륙선 위를 한 번 지나갔고 심지어 키가 크고 무시무시한 벌 떼처럼 제제로 분화구 바닥을 가로질러 움직이는 악마 무리도 보았습니다. 이러한 회오리바람은 따뜻한 공기가 행성 표면에서 상승하면서 형성됩니다. 대기 상층부의 차가운 공기와 만나면서 따뜻한 공기는 소용돌이를 일으키기 시작하고 표면의 먼지를 빨아들여 지구의 모래폭풍과 같은 바람기둥을 형성하며 10분 단위로 화성의 지형을 기어 다니게 됩니다.
거미알 덩어리처럼 보이는 세인트폴스 베이에 떠 있는 바위
브룸 힐(Broom Hill)로 알려진 위치 하젤 힐(Witch Hazel Hill) 경사면에 인내심(Perseverance)이 앉아 풍경을 바라보고 있었습니다. 2025년 3월 13일, 마스트캠-Z 카메라를 세인트폴스베이(St. Pauls Bay)라는 바위에 비추자 이상한 것을 발견했습니다. 주변의 모든 암석은 황갈색이고 평평했지만 세인트 폴스 베이는 회색이었고 소구체로 덮여 있었습니다. 그것은 이웃에 비해 변칙적으로 보였을 뿐만 아니라 일부 소구체에는 핀홀이 있는 것처럼 보였습니다. 이것이 화성의 고대 과거에 있었던 거미 알 식민지일 수 있습니까? 아니요, 물에 의해 침식되고 퇴적물로 뒤덮인 이력이 있는 암석일 가능성이 더 높습니다.
세인트 폴스 베이(St. Pauls Bay)는 거미 종묘장이라기보다는 고대 지질학적 유물에 더 가깝지만, 과학자들에게는 여전히 미스터리로 남아 있습니다. 우리는 그것이 현재의 휴게소에 어떻게 도달했는지 확신하지 못하지만 바위가 많은 육지 동료의 부드러운 질감과 갈색 색상으로 판단하면 아마도 집에서 멀리 떨어져 있을 것이라는 것을 알고 있습니다. 결과적으로 세인트 폴스 베이는 "부유 암석"으로 지정되었습니다. 이는 마치 브룸 힐(Broom Hill)에 둥지를 틀고 떠다니는 것처럼 그 기원이 현재 알려지지 않았음을 의미합니다.
화성 지형에서 온 발렌타인?
걱정하지 마십시오. 화성은 발렌타인 데이에 당신을 잊지 않았습니다. 실제로 화성은 화성이 얼마나 관심을 갖고 있는지 보여주기 위해 표면에 하트 모양의 모양을 가지고 있습니다. 1999년 6월 MGS(Mars Global Surveyor)는 알바 파테라 화산의 동쪽 측면에 있는 붉은 행성에서 이 사랑의 편지를 포착했습니다. 이 구덩이는 '그라벤'으로 알려진 폭 1.4마일의 구덩이입니다. 그라벤의 이 설렘은 사실 관계로 인해 발생했지만, 사랑 이야기는 아닙니다. 대신 용암류, 단층선, 기반암 이동 사이의 관계입니다.
그라벤은 구조적 힘이 기반암을 움직이거나 녹은 암석이 행성 내부 깊은 곳에서 올라와 표면 바로 아래에 도달할 때 형성됩니다. 표면은 단층선을 따라 갑자기 붕괴되어 날카로운 직선 절벽으로 둘러싸인 구덩이를 만듭니다. 또한, 조금 재미있는 사실은 MGS의 역사와 연구 결과가 의인화를 사랑하는 사람들에게 보물창고라는 것입니다. 그것은 우리에게 하트 모양의 구덩이를 제공했을 뿐만 아니라 그것 때문에 해피 페이스 분화구에 대해서도 알고 있습니다. 화성이 우리를 얼마나 좋아하는지 보셨나요? 기반암에 바로 구워졌습니다!
지구의 10배에 달하는 자기 이상 현상, 화석에서 발생한 것일 수 있음
지구에는 태양풍의 영향으로부터 지구를 보호하는 용융된 철-니켈 코어에 의해 생성된 자기장이 주변에 있습니다. 화성 역시 자체 자기권을 가지고 있었지만 수십억 년 전에 폐쇄되었으며 과학자들은 그 이유를 정확히 밝히지 못했습니다. 따라서 오랫동안 MIA였던 자기장은 잔여물이 많지 않을 것이라고 생각할 것입니다. 2020년 NASA의 InSight 우주선은 착륙 지점 주변에 과거 자기장이 여전히 남아 있는 패치를 발견했습니다. 더 이상한 점은 이 자기 패치가 우리가 발견한 지구상의 어떤 영역보다 10배 더 크다는 것입니다. 아, 그리고 매일 강도와 빈도가 변동될 수 있고 자정 무렵에 맥동할 수 있다고 언급했는데 그 이유는 정말 확실하지 않습니까? 응, 그것도 마찬가지야.
이전에 우리는 지구 주변에 몇 개의 자기 흔적이 있다는 것을 알고 있었지만 약 150km 위의 위성에서만 모니터링했기 때문에 우리의 이해는 기껏해야 초보적인 수준이었습니다. 하지만 InSight가 착륙한 후 우리는 이러한 패치 중 하나를 적용하고 정밀한 자기 센서를 사용하여 무슨 일이 일어나고 있는지 발견할 수 있었습니다. 마치 MRI 기계를 통해 행성을 통과시키는 것과 같습니다. 과학자들이 InSight의 데이터에서 수집한 것은 이 패치가 적어도 39억년 된 화성 지각 깊숙이 묻혀 있는 자성 암석에 의해 발생했다는 것입니다. 이제 이러한 패치의 출처를 알았으므로 화성의 역사와 화성의 보호막이 어떻게 상실되었는지에 대한 이해를 더욱 세밀하게 조정할 수 있습니다.
거대 화석 거미
화성은 지구와 유사하지만 여전히 우리가 여기에서 발견하지 못한 독특한 특징으로 가득 차 있습니다. 예를 들어, 우리가 2003년에 처음 발견한 "거미"를 생각해 보십시오. 이 길고 가지 모양의 구조물은 길이가 0.5마일에 달하며 수백 개의 "다리"를 포함할 수 있습니다. 이 거미 세계의 거대한 화석은 오래전부터 존재했던 것일까요? 불행하게도 또는 다행스럽게도 그렇지는 않습니다. 그럼에도 불구하고 과학자들은 이러한 사실에 경외감을 느낍니다.
이러한 지형을 아라네이폼 지형이라고 하며 클러스터로 형성되는 경향이 있어 화성 표면이 얼룩덜룩하거나 주름진 것처럼 보입니다. 현재의 주요 이론은 이것이 키퍼 모델(Kieffer Model)로 알려진 과정에서 이산화탄소 얼음으로 생성된다는 것입니다. 안타깝게도, 이산화탄소 얼음은 지구에서 자연적으로 형성되는 것이 아니기 때문에 과학자들은 지난 20여 년 동안 최선의 추측밖에 남지 않았습니다. 그러나 2024년에 캘리포니아 공과대학 제트 추진 연구소의 연구원들은 실험실에서 C02 얼음을 성공적으로 생성하여 키퍼 모델이 사실인지 테스트를 시작하는 데 필요한 핵심 요소를 풀 수 있었습니다.
물이 화성에서 탈출하는 이상한 방법
우리는 화성 표면에 한때 액체 상태의 물이 있었다는 것을 알고 있습니다. 하지만 그 모든 것이 어디로 갔습니까? 물론, 우리는 화성의 자기장이 상실되었음을 지적할 수 있습니다. 하지만 자성은 어떻게 물이 빠져나가는 것을 방지하며, 더 중요한 것은 이것 뒤에 우리가 놓치고 있는 다른 메커니즘이 있다는 것입니다. 수년 동안 사라진 호수, 강, 바다는 행성 규모의 살인 미스터리 소설과 같았습니다. 2014년 NASA의 MAVEN(Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) 궤도선은 화성의 대기와 액체 물을 제거하는 과정, 즉 스퍼터링을 공개했습니다.
MAVEN의 주요 연구원인 Shannon Curry가 설명했듯이 스퍼터링은 "수영장에서 대포알을 하는 것과 같습니다. 이 경우 대포알은 중이온이 대기 중으로 매우 빠르게 충돌하여 중성 원자와 분자를 밖으로 튀기는 것입니다"(NASA를 통해). MAVEN 이전에 우리는 이런 일이 일어나고 있다는 생각을 갖고 있었지만 궤도선이 착륙하고 나서야 실시간으로 관찰할 수 있었습니다. 물을 되찾기에는 이미 너무 늦었기 때문에 과정을 확인하는 것은 논쟁의 여지가 있는 것처럼 보일 수 있지만, 스퍼터링이 발생하는 것을 보면 엄청난 양의 H20과 두꺼운 대기가 어떻게 사라질 수 있는지, 그리고 잠재적으로 거주 가능한 행성을 생명체가 살 수 없는 곳으로 바꾸는 데 미치는 영향에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.
생명의 흔적이 될 수 있는 표범 반점
2024년 7월 18일, NASA의 Perseverance 탐사선이 "체야바 폭포"로 알려진 바위 이미지를 포착했습니다. 처음에는 체야바 폭포(Cheyava Falls)가 특별히 인상적이지는 않았습니다. 크기는 3피트 x 2피트에 불과하며 붉은색(적철광으로 인해 발생)에는 흰색 황산칼슘 정맥 줄무늬가 있습니다. 이는 우리가 이전에 본 모든 것입니다. 그러나 과학자들이 자세히 관찰한 결과 정말 흥미로운 점을 발견했습니다. 표범 반점과 비슷한 검은색 고리로 둘러싸인 흰색 반점이었습니다. 이 고리는 약 1mm에 불과한 아주 작은 고리이지만 우리가 찾고 있는 화성 생명체의 신호일 수 있습니다.
이러한 표범 반점이 생명체의 증거일 수 있는 이유는 우리가 여기 지구에서 일어나는 과정 때문입니다. 여기에서 적철석은 산화철 함량으로 인해 붉은 색조로 시작됩니다. 때때로 에너지가 방출되는 화학 반응이 일어나 적철광의 반점이 철과 인산염으로 만들어진 검은 후광과 함께 하얗게 변합니다. 그러면 그 에너지는 지구 미생물의 먹이원이 됩니다. 화성의 미생물에게도 같은 역할을 할 수 있었을까요? NASA는 SHERLOC로 알려진 Perseverance의 장비 제품군 중 하나를 사용하여 추가 조사를 실시했으며 암석에서 생명의 구성 요소인 탄소 기반 분자를 발견하고 깜짝 놀랐습니다. 이것이 화성에 생명체가 존재했다는 것을 증명하는 데 필요한 스모킹 건인가요? 아니요, 하지만 감질날 정도로 가깝습니다.
체야바 폭포에는 해결해야 할 미스터리가 더 많습니다. 이미지 오른쪽에 녹색 덩어리가 보이나요? 그것은 용암류에서 형성된 감람석 결정체입니다. 그렇다면 감람석과 분자 중 어느 것이 먼저 나왔습니까? 그리고 그 연대표는 화성에 무슨 일이 일어났는지에 대해 우리에게 무엇을 말해 줍니까? 이제 Hercule Poirot에게 전화를 걸어야 할 때가 온 것 같습니다.
화성을 1마일 깊이의 물로 덮을 수 있을 만큼 큰 바다
2024년 NASA의 InSight 착륙선은 지진 데이터를 사용하여 화성에 현재 7~13마일 아래에 물로 가득 찬 거대한 저수지가 있다는 사실을 발견했습니다. NASA는 지각 중간층 아래에 물이 너무 많아서 지구 전체를 1마일 깊이의 물로 적실 수 있다고 믿습니다. 거대한 저수지를 발견하는 것은 그 자체로 흥미진진하지만, 이곳이 화성 생명체의 결정적인 징후나 심지어 현재의 사례를 발견할 수 있는 장소일 수 있기 때문에 과학자들은 특히 간지러워합니다.
우리가 이를 확인하기 위해 저수지를 확실히 조사하지는 않았지만 대수층과 석유 매장지를 찾기 위해 지구에서 사용하는 수학적 모델은 화성에서도 작동하는 것 같습니다. 과학자들이 그곳에 생명체가 여전히 존재할 수 있다고 믿는 한 가지 이유는 우리가 지구에서 보는 것 때문입니다. 우리의 가장 깊은 바다 해구는 이전에는 너무 열악하다고 생각되었지만 우리는 거의 볼 때마다 새로운 생물을 발견합니다. 화성에서도 마찬가지일까요? 문제는 조사를 위해 드릴링해야 하는 암석의 깊이로 인해 조만간 알 수 없다는 것입니다. 현재 지구상에서 파낸 가장 깊은 구멍은 7.6마일이며, 이는 다른 행성에서 거대하고 무거운 드릴을 가져올 필요가 없는 거리입니다. 그럼에도 불구하고 NASA는 원래 2026년에 시도할 계획이었지만 예산 삭감으로 인해 2040년으로 연기되었습니다. 그러나 NASA는 민간 기업의 제안을 요청하여 일정을 앞당길 수 있기를 바라고 있습니다.
화성의 상징적인 얼굴
1976년 7월 25일, NASA의 바이킹 1호 궤도선은 형제 우주선을 착륙시킬 가장 좋은 장소를 찾는 동안 최초의 화성 셀카가 될 수 있는 것을 포착했습니다. 이 으스스한 이미지는 바이킹 1호를 똑바로 쳐다보는 얼굴을 묘사한 것 같습니다. 과거 화성 종족의 동상 유적일 수 있습니까? 안타깝게도 그렇지 않습니다. 그것은 단지 우리의 상상일 뿐입니다.
얼굴은 실제로 약 1마일 너비의 암석층입니다. 자연적인 침식과 태양이 닿는 각도로 인해 지형은 인간과 같은 얼굴처럼 보입니다. 하지만 이 얼굴은 고대 유물이라기보다는 무생물의 얼굴을 인식하게 만드는 진화의 잠재적인 기이함인 파레이돌리아(Pareidolia)의 예에 가깝습니다. 이것은 아마도 우리 조상들이 전쟁을 벌이는 이웃이나 배고픈 포식자의 매복 공격을 피하는 데 꽤 유용했을 것입니다. 그러나 이제는 화성이 우리를 지켜보고 있는 것처럼 우리를 가까이서 지켜보고 있다고 생각하게 만듭니다.
물 때문이 아닌 신비한 검은 줄무늬
당신이 보고 있는 것은 그림이나 붓질이 아니라 화성 표면의 실제 표시입니다. 1970년대 Viking 1 Orbiter에 의해 처음 발견된 이 줄무늬는 Acheron Fossae의 경사면에서 발견되었으며 길이는 수백 피트입니다. 그러나 그것이 무엇인지, 왜 거기에 있는지를 알아내기까지는 20년이 더 걸렸습니다. 경사 줄무늬 및 반복 경사 선(RSL)으로 알려진 이러한 줄무늬는 지진 활동, 운석 충돌 또는 바람으로 인해 나타나는 화성의 일시적인 변색입니다.
이전에 과학자들은 이러한 변색이 표면 아래의 물로 인해 발생하여 표토가 어두워지는 것이라고 믿었습니다. 그러나 2025년에 연구자들은 AI를 사용하여 이러한 줄무늬를 분석한 결과 물의 흔적이 없고 대신 건식 과정에 의해 형성되었다는 사실을 발견했습니다. 일어날 가능성이 가장 높은 일은 초미세먼지 층의 급격한 변화가 일종의 눈사태처럼 경사면을 따라 이동한다는 것입니다. 태양에 의해 표백된 먼지의 최상층은 이전에 그 아래에 있던 더 어두운 층으로 덮여집니다. 우리가 가지고 있는 가장 좋은 증거는 이것이 갑자기 발생하고 경사면 줄무늬의 경우 수년 또는 수십 년, RSL의 경우 몇 달의 수명을 갖는다는 것입니다. 비록 일시적이고 전체적으로 화성 표면에 미미한 현상이지만, 이러한 현상은 크기가 상당하여 매번 전 지구적인 먼지 폭풍을 여러 번 이동시키는 것과 같습니다.
