[표지로 읽는 과학] 화성에 설치한 지진계, 화성을 해부하다

사이언스 제공

국제학술지 사이언스는 23일 화성의 겉모습과 지각, 맨틀, 핵으로 구성된 속모습을 표지에 실었다. 화성 위에 표시된 파형은 2019년 7월 25일 미국항공우주국(NASA)의 화성탐사선 ‘인사이트’의 지진계가 포착한 지진파를 의미한다. 과학자들은 아 지진파를 이용해 화성 내부 구조의 자세한 모습을 처음 밝혀냈다. 사이언스는 여기에 ‘화성 해부학’이라는 이름을 붙였다.

사이언스는 2018년 5월 지구를 떠나 11월 화성에 착륙한 인사이트의 지진계가 약 2년 반동안 포착한 지진 데이터를 토대로 화성 내부 구조를 분석한 연구 3편을 23일 발표했다. 인사이트의 지진계는 지금까지 총 733회의 화성 지진을 포착했다. 지구의 지진은 지각판이 이동하며 지각판 사이 발생하는 단층에서 주로 일어난다. 화성은 지구와 달리 지각판이 없다. 하지만 암석이 식으면서 발생하는 충격으로 지진이 발생한다.

브리기테 크나프마이어엔드룬 독일 쾰른대 벤스버그관측소 연구원팀은 화성의 지각이 2~3층으로 되어 있고 2개 층이면 20km, 3개 층이면 37km 깊이일 것으로 예측했다. 아미르 칸 취리히연방공대 지구과학부 연구원팀은 화성 아래 1560km 깊이까지 맨틀이 있을 것으로 봤다. 시몬 슈텔러 취리히연방공대 지구과학부 선임연구원 연구팀은 화성 중심에 반지름 1830km의 핵이 존재할 것으로 분석했다.

특이한 점은 인사이트가 측정한 지진이 모두 인사이트가 착륙한 동쪽 ‘케르베루스 포사이’ 지역에서 발생한 것이다. 케르베루스 지역에 위치한 두 개의 협곡을 뜻하는 이곳은 수백만 년 내로 용암이 흐른 것으로 보이는 화산활동 지역으로 추정된다. 화성 궤도 탐사선에선 지진으로 바위가 굴러떨어진 것으로 보이는 흔적이 포착되기도 했다. 반면 화성에서 가장 큰 화산 3개가 있는 타르시스 화산지대에서는 지진이 감지되지 않았다. 과학자들은 지진파 굴절로 인사이트에 지진파가 도달하지 않았을 수 있다며 이곳에서 실제로는 많은 지진이 나타날 수 있다고 분석했다.

인사이트는 지진계를 통해 여전히 매일 새로운 지진을 감지하고 있다. 과학자들은 화성 형성에 대한 이해를 높이는 데 인사이트의 추가 정보가 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 슈텔러 연구원은 “이 연구는 일생에 한 번 뿐인 기회”라며 “과학자들이 지구 핵을 측정하는 데는 수백 년이 걸렸지만 아폴로 임무 이후 달의 핵을 측정하는 데는 40년이 걸렸고, 인사이트는 단 2년이 걸렸다”고 말했다.