"붉은 행성에 석회암 동굴이?…생명체 찾을 유력 후보지" [여기는 화성]

붉은 행성 화성에도 물이 암석을 녹여 형성되는 '카르스트 동굴'이 존재할 가능성이 있으며, 이곳이 향후 생명체 탐사 유력 후보지가 될 수 있다는 연구 결과가 나왔다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 최근 보도했다. 이번 연구는 지난 달 말 국제학술지 '천체물리학 저널 레터스(The Astrophysical Journal Letters)'에 발표됐다. 연구에 따르면, 해당 동굴은 화성 북부 중위도의 휴화산 엘리시움 몬스와 유토피아 평원 사이에 위치한 헤브루스 계곡에서 발견됐다. 연구팀은 이 곳에서 동굴 천장이 무너지면서 생긴 '채광창' 8개를 발견했다. 이 구멍은 크기가 수십~100m 이상 되는 구덩이로 주변에 솟아오른 지형이나 분출된 물질의 흔적이 없어 충돌 분화구와는 구별된다. 이 구멍들은 그 아래에 빈 동굴이 존재해 부분적으로 붕괴되면서 형성된 것으로 추정된다. 그동안 화성에서 동굴과 채광창이 발견된 적은 있으나, 대부분 화산 지대에서 형성된 용암 동굴이었다. 반면에 헤브루스 계곡은 화산 지대가 아니며 고대 하천이 흘렀던 곳이다. 중국 선전대학 연구진은 미국 항공우주국(NASA) 마스 글로벌 서베이어에 탑재된 열 방출 분광계, NASA 마스 오디세이에 장착된 감마선 분광계, NASA 화성정찰궤도선에 장착된 고해상도(HiRISE) 카메라 자료 등 다양한 화성탐사 임무 자료를 활용해 분석을 진행했다. 그 결과 이 곳의 환경이 탄산염과 황산염을 함유하고 기반암이 용해돼 형성된 '카르스트 동굴'과 일치한다고 밝혔다. 지구에는 카르스트 동굴이 여러 곳에서 발견되지만, 화성에서 확인된 것은 이번이 처음이다. 연구진은 약 35억 년 전 화성이 더 따뜻하고 습했을 때, 이 지역에 형성된 호수나 바다 같은 거대한 액체 물웅덩이가 퇴적물을 쌓았을 것으로 추정하고 있다. 이후 화성이 서서히 냉각되면서 물이 사라지고 상당 부분이 지하 얼음과 염수 형태로 남았을 가능성이 높다. 실제로 마스 오디세이의 감마선 분광계는 이곳에 아직도 얼음이 존재할 수 있음을 시사한다. 어느 시점에 화산 폭발이나 충돌, 궤도 변화로 인한 온난화가 지하 얼음과 염수가 녹아 흘러내리며 기반암을 용해시켜 거대한 동굴로 만들었을 것이라는 게 연구진의 추정이다. 선전대학교 고등연구소 딩 춘위 연구원은 “헤브루스 계곡만이 카르스트 동굴의 유일한 위치일 가능성은 낮지만, 그렇다고 화성 곳곳에 광범위하게 분포하는 것도 아니다”라며 “유사한 조건을 지닌 다른 지역에서도 추가 발견이 이루어질 가능성이 크다”고 말했다. 카르스트 동굴은 고대 생명체의 흔적을 보존하기에 유리한 장소로 평가된다. 동굴 내부는 습도가 높고 온도 변화가 적어 미생물 군집이 서식하기에 좋은 환경을 제공하며, 현재에도 큰 일교차, 먼지 폭풍, 태양 자외선 등 화성의 극한 환경으로부터 보호받을 수 있기 때문이다. 이 때문에 향후 화성 생명체 탐사 임무에서 해당 동굴이 주요 탐사 목표로 고려될 가능성도 제기된다. 다만 동굴 구조 특성상 탐사 로버나 탐사선이 내부와 안정적으로 통신하기 어렵다는 기술적 문제가 있다. 연구진은 “공학적으로 동굴 내부까지 직접 진입하는 것은 상당한 도전 과제”라고 설명했다. 그러나 여러 대의 로봇이 동굴 내부에 중계망을 형성하는 방식으로 문제를 해결할 수 있으며, 바퀴형 로버, 소형 드론 등 다양한 형태의 로봇들이 협력해 깊은 동굴까지 접근하는 방식이 가능하다고 스페이스닷컴은 전했다.