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[랜선강연] Mars2020, 화성으로 떠나는 여행(편집본) #1. 화성의 생명과 환경, 그리고 과거와 현재

지구는 질소와 산소로 이루어진 적절한 농도의 대기와 강력한 자기장 덕분에 수많은 생명체가 번성할 수 있는 최적의 환경을 갖추고 있습니다. 반면 화성은 태양계에서 생명체 거주 가능 구역(Habitable Zone)의 가장자리에 위치하여 액체 상태의 물이 존재하기에 다소 척박한 조건을 지니고 있습니다. 지구 지름의 절반 정도 크기인 화성은 생명 보호의 핵심인 자기장이 거의 없어 태양이나 심우주에서 오는 치명적인 우주 방사선에 직접 노출되는 취약한 환경을 지니고 있습니다. 화성의 물리적 환경은 지구와 매우 대조적입니다. 화성의 하루는 지구보다 약 37분 긴 '솔(Sol)'이라는 단위를 사용하며, 공전 주기는 지구의 약 두 배에 달하는 687일입니다. 중력은 지구의 38% 수준에 불과하여 우리가 느끼는 무게감이 현저히 다르며, 연평균 기온은 영하 63도에 달하는 극한의 추위가 이어집니다. 특히 대기의 95% 이상이 이산화탄소로 구성되어 있고 기압은 지구의 100분의 1 수준인 0.007기압뿐이라 인간이 장비 없이 생존하기란 불가능에 가깝습니다. 영화 '마션'에서 묘사된 거대한 모래 폭풍은 극적인 연출을 위한 설정일 뿐, 실제 화성의 희박한 대기압으로는 쇳조각을 날릴 정도의 파괴력을 내기 어렵습니다. 하지만 낮은 기압과 고농도의 이산화탄소는 인체 대사 과정에 즉각적인 위협이 되며, 전 지구적인 자기장의 부재로 인해 쏟아지는 우주 방사선은 장기적인 체류를 가로막는 가장 큰 장벽입니다. 따라서 실제 미래의 화성 거주 기지는 방사선 차단을 위해 영화와 달리 지상이 아닌 지하에 건설되는 것이 훨씬 안전한 선택으로 평가받습니다. 화성의 붉은 표면은 토양에 포함된 산화철 성분 때문이지만, 지질학적 흔적을 추적해보면 과거에는 지구처럼 푸른 바다와 강이 존재했을 것으로 보입니다. 탐사 로봇 큐리오시티가 발견한 둥근 조약돌들은 과거에 물이 흘러 암석을 마모시켰다는 결정적인 증거를 제시합니다. 또한 화성 극지방의 지하에서 발견된 거대한 액체 상태 호수의 흔적은 박테리아와 같은 미생물 형태의 생명체가 존재할 가능성을 강력하게 시사하며, 이는 화성이 한때 생명력이 넘치는 행성이었음을 짐작하게 합니다. 한때 따뜻하고 습했던 화성이 지금의 황량한 사막으로 변한 결정적인 이유는 자기장의 소실에 있습니다. 과거 화성의 핵이 액체 상태로 회전할 때는 강력한 자기장이 형성되어 대기를 보호했으나, 시간이 흐르며 핵이 식어 자기장이 약해진 것입니다. 이로 인해 방패 역할을 하던 자기장이 사라지자 태양풍과 우주 방사선이 화성 대기를 직접 타격하며 공기 분자들을 우주 밖으로 밀어냈습니다. 결국 화성은 보호막을 잃고 대기와 물을 모두 빼앗긴 채 오늘날의 붉고 메마른 행성으로 남게 되었습니다.