과학자들에 따르면 화성 북극 1마일 아래에 매장된 최근에 발견된 얼음 층은 고대 극지방 얼음판의 잔해물이며 화성에서 가장 큰 저수지의 하나가 될 수 있다고 한다.

화성의 얼음 층은 나무의 나이테가 지구의 기후 기록인 것과 거의 같은 방식으로 화성의 과거 기후에 대한 기록이다.

미국 오스틴에 있는 텍사스 대학과 애리조나 대학 연구팀은 미국 항공우주국(NASA) 화성정찰궤도(MRO)에 있는 살로우 레이더(SARAD)가 수집한 측정값을 이용해 이 같은 사실을 발견했다.

지난 22일 지구물리학 연구지(Geophysical Research Letters) 저널에 발표된 이 연구결과는 얼음 층이 나무 나이테가 과거 지구 기후에 대한 기록인 것과 마찬가지로, 화성의 과거 기후에 대한 기록이기 때문에 중요하다.

이 층들의 기하학적 구조와 구성을 연구하면 과학자들은 화성의 기후조건이 이전에 생명체에게 유리한지 여부를 알 수 있다고 연구원들은 말했다. 연구팀은 일부 지역에서 물이 90%나 되는 물과 모래 층을 발견했다.

만약 이 북극 얼음이 녹을 경우 화성 전체를 1.5m 깊이로 잠기게 할 수 있다.

잭슨 지구과학대학원에서 박사과정을 밟고 있는 텍사스대 지구물리학연구소(UIG)의 수석 연구원인 스테파노 네로찌(Stefano Nerozzi)는 "여기서 이렇게 많은 물 얼음을 발견할 줄은 몰랐다"고 말했다. "그것이 아마도 극지방 만년설에 이어 화성에서 세 번째로 큰 저수지가 될 것이다."

연구원들은 과거 빙하기에 화성 극지방에 얼음이 쌓였을 때 이번에 발견한 층이 형성되었다고 생각한다. 화성이 따뜻해질 때마다 얼음의 표면에 모래가 덮여 태양 복사로부터 얼음을 보호하고 대기 중으로 흩어지지 못하게 했다.

과학자들은 오랫동안 화성의 궤도와 기울기의 변화에 따라 발생한 빙하 사건에 대해 알고 있었다. 약 5만 년의 기간 동안, 화성은 태양을 향해 기울어져 있다가 흔들리는 팽이처럼 점차 직립된 위치로 되돌아간다.

화성이 직선으로 회전하면 적도는 태양을 마주보고 돌게 된다. 이럴 때 극지방의 만년설이 자랄 수 있다. 행성이 기울면서 만년설은 물러가고, 어쩌면 완전히 사라질지도 모른다.

지금까지 과학자들은 고대의 만년설이 없어졌다고 생각했다. 이 논문은 사실 상당한 얼음판 잔해가 케이크의 층처럼 얼음과 모래로 이루어진 교대로 된 띠에 갇힌 채 행성의 표면 아래에서 살아남았다는 것을 보여준다.

공동저자인 잭 홀트 아리조나 대학 달 행성 연구소 교수는 이 연구는 극지방과 중위도 사이의 물 얼음 교환에 대한 새롭고 중요한 통찰력을 제공한다고 말했다. 이 곳에서 그의 연구 그룹은 이전에 샤라드 기구를 사용하여 광범위한 빙하의 존재를 확인했었다.

그는 "놀랍게도 화성 극지방에 갇혀 있는 물의 총량은 화성의 낮은 위도에서 매장된 얼음 층과 빙하에 존재하는 모든 물 얼음과 거의 동일하다. 그리고 이들은 대략 같은 연령"이라고 말했다.

네로지는 과거 극지방 빙하의 이 기록을 연구하면 화성에 거주할 수 있는지 여부를 결정하는데 도움이 될 수 있을 것이라고 말했다.

네로지는 "화성에 액체 상태의 물이 얼마나 많이 존재했는지와 극지방에 무엇이 갇혀 있는지 이해하는 것이 중요하다"고 말했다. 대부분의 물이 극지방에 갇혀 있다면 적도 부근의 충분한 양의 액체 상태의 물을 확보하기가 어려워진다.

논문제목 Buried ice and sand caps at the north pole of Mars: revealing a record of climate change in the cavi unit with SHARAD. Geophysical Research Letters, 2019;

논문주소 DOI: 10.1029/2019GL082114