NASA의 Perseverance 탐사선이 Jezero 분화구의 내부 가장자리에 있는 Margin Unit 지역에서 수집한 데이터에 따르면, 화성 암석은 최소 세 차례에 걸쳐 물과 상호작용했다. 가장 중요한 결과는 한때 고대 호수의 기슭에서 형성된 퇴적암을 포함하는 것으로 여겨졌던 이 지역이 실제로는 화성의 물의 역사를 복잡한 화학적 기록으로 보존한 화성암으로 이루어져 있다는 점이다.
연구 결과는 Communications Earth & Environment 저널에 게재됐다. 연구팀은 탐사선의 마스트에 장착된 SuperCam 장비를 사용했다. 이 장비는 반사된 빛을 통해 광물을 분석하고, 레이저를 이용해 최대 21피트, 즉 6.5미터 거리에서 암석을 조사한다. Perseverance는 이러한 방식으로 이 지역의 암석 표적 185개 이상을 분석했다.
화성암에서 다단계 물의 기록으로
궤도선이 관측한 탄산염 광물의 존재는 이 지역이 고대 Jezero 호수와 퇴적물의 상호작용으로 형성됐다는 가설을 뒷받침했다. 그러나 현장 조사를 통해 화성암이 확인됐다. 일부 암석은 화성 내부 깊은 곳에서 마그마로 형성된 뒤, 이를 덮고 있던 지층이 침식되면서 표면에 드러난 것이다.
탐사선은 약 870피트, 즉 265미터에 이르는 고도 구간을 따라 이 단위의 여러 부분 사이에서 뚜렷한 차이를 발견했다. 더 높은 지역에서는 감람석이 풍부한 조립질 암석이 나타났으며, 이전에 물과 상호작용한 흔적은 거의 없었다. 반면 고대 호수 바닥에 가까운 낮은 부분에서는 감람석 입자가 부서져 있었고, 그 사이에 실리카 광물이 나타났다.
세 차례의 물과의 상호작용과 광물이 보여주는 것
화학적 변화의 배열은 물이 세 단계에 걸쳐 암석에 도달했음을 시사한다.
- 첫 번째 단계에서는 이산화탄소가 풍부한 지하수가 감람석과 반응해 암석의 균열을 채우는 탄산염을 형성했다.
- 두 번째 단계에서는 이 상호작용이 분화구에 존재했던 호수와 관련됐을 가능성이 있으며, 수면 아래에 있던 암석에서 더 많은 양의 실리카가 나타났다.
- 세 번째 단계에서는 단위의 동쪽 부분에 광물성 맥이 형성됐다. 그 두께는 약 10인치, 즉 25센티미터였으며, 황산칼슘과 형석을 포함했다.
형석의 발견은 특히 중요하다. 형석은 일반적으로 뜨거운 물이 화산암을 통과해 순환할 때 형성되기 때문이다. 이는 이 지역이 이후 호수의 물이나 차가운 지하수와는 다른, 뜨거운 지하수 사건을 겪었다는 증거를 제공한다.
이 발견이 중요한 이유
탄산염과 실리카는 고대 화성의 생명체 거주 가능성을 연구하는 데 중요한 지표다. 지구에서는 물과 감람석의 상호작용으로 수소가 방출될 수 있으며, 수소는 일부 미생물에게 에너지원이 될 수 있다. 또한 이 과정은 과거 환경 조건의 흔적을 보존할 수 있는 광물을 남긴다. 그러나 이번 연구는 생명체의 존재를 입증하지 않는다. 연구는 생명체의 지표를 보존하거나 생명체를 부양하기에 적합했을 수 있는 여러 수성 환경을 규정한 것이다.
이번 결과는 궤도 데이터만으로는 Margin Unit의 탄산염 기원을 확인하기에 충분하지 않았음을 보여준다. 또한 연구팀은 물과 암석의 상호작용 단계를 배열할 수 있지만, 현재로서는 그 시기를 определ할 수 없다. 따라서 이 지역은 기후 변화와 생명체 거주 가능 조건에 대한 중요한 기록을 제공하지만, 이러한 사건이 언제 일어났는지나 고대 화성 생명체의 성격을 확정하지는 못한다.
이러한 결과는 Perseverance의 주요 목표인 우주생물학 연구에 기여한다. 탐사선은 화성의 지질과 과거 기후를 조사하고, 보관을 위해 암석과 화성 토양 시료를 수집한다.