[뉴스스페이스=김정영 기자] 과학자들은 지구와 화성의 근본적인 차이를 분석하며, 왜 지구는 생명을 유지할 수 있었고, 화성은 현재 황량한 사막으로 남아있는지를 집중 연구하고 있다. 이러한 비교 연구는 태양계 바깥의 잠재적 거주 가능한 외계행성을 탐색하는 데 중요한 이정표가 되고 있다.
UC Berkeley, NewScientist, ScienceDirect, Papers SSRN, Baker Street Astronomy에 따르면, 지구의 대기는 질소 78%, 산소 21%로 구성되어 있으며 대기 밀도가 높아 생명체의 세포 호흡을 지원한다. 반면 화성의 대기는 약 100배 더 얇고, 이산화탄소가 95% 이상을 차지하며, 산소와 수증기는 극히 미미해 화성 표면에서 인간과 유사한 생명 유지가 사실상 불가능하다.
지구 평균 온도는 약 14도지만, 화성은 -60도에 달하는 극한 온도를 기록한다. 이 같은 차이는 강력한 지구의 자기장이 태양풍과 우주 방사선을 차단해 대기를 보존하는 반면, 화성은 지각 내 국지적 자기장만 존재해 대기 유실과 방사선 노출에 취약한 데서 기인한다.
NASA의 ESCAPADE 임무는 11월 9일 블루 오리진의 뉴 글렌 로켓으로 화성에 발사되며, 쌍둥이 위성 '블루'와 '골드'가 화성 자기장과 이온층을 3차원으로 매핑한다. 이를 통해 태양풍이 화성 대기의 입자를 어떻게 제거하는지 밝혀낼 예정이며, 과거 20억 년 전까지 호수와 강을 채웠던 물이 어디로 갔는지 해명하는 핵심 연구가 될 것이다.
동일한 맥락에서 NASA의 MAVEN 미션은 대기 유실 현상 중 하나인 ‘스퍼터링’을 직접 관측하며, 태양풍에 의한 대기 입자 충격이 화성 대기 소실에 기여했음을 최초로 확인했다.
거주 가능한 외계행성 탐색에도 조명이 집중되고 있다. 제임스 웹 우주망원경은 최근 WASP-18b 행성의 3D 대기 지도를 최초로 작성해 극심한 온도 변화가 물 분자 파괴에 미치는 영향을 밝혀냈다. 또한 TRAPPIST-1e 같은 지구 크기 행성들이 실제 대기를 가졌는지 집중 관찰 중이며, 질소·메탄 등의 무거운 분자가 포함된 이차 대기가 존재한다면 이는 거주 가능성의 중요한 신호가 된다.
GJ 251 c 및 Kepler-725 c와 같은 다른 슈퍼지구 행성들도 거주 가능 영역 내에 위치해 꾸준히 연구 대상으로 주목받고 있다.
한편, 화성 식민지화는 기술적으로도 다양한 과제를 안고 있다. SpaceX는 2026-2027년 사이 첫 무인 스타십 임무를 계획하지만, 일정 달성 확률은 50%에 불과하다. 하버드 대학 연구진은 실리카 에어로겔 차폐막과 유해한 과염소산염을 분해하는 박테리아 등 화성 토양의 독성을 완화하고 서식 환경을 개선하는 기술을 개발 중이다. NASA의 유로파 클리퍼 임무도 2030년 목성 위성 유로파 탐사에 나서, 화성 외 다른 거주 가능성 후보를 조사한다.
화성은 표면에 액체 상태의 물이 거의 존재하지 않으며 현재 얼음층이 주로 고위도에 분포한다. 연구에 따르면, 중위도 지역(위도 47°~61°)의 얼음층은 10만 년 전에 일부 거주 조건을 충족하는 기후 환경을 경험했으며, 이러한 지하 얼음층 샘플이 미래 탐사에서 생물 탐지에 중요한 단서가 될 전망이다.
즉 지구와 화성의 대기 구조, 자기장, 기후 조건의 차이 및 이로 인한 대기 손실 과정에 대한 심층 연구는 우주 거주 가능성을 이해하는 데 핵심적이다. 이를 바탕으로 외계행성을 탐색하고, 궁극적으로 인간이 거주할 수 있는 새로운 세계를 찾고 개척하기 위한 과학적, 기술적 노력이 계속되고 있다.
