[뉴스스페이스=윤슬 기자] 최근 발표된 NASA와 임페리얼 칼리지 런던 연구진의 공동 연구 결과에 따르면, 화성의 맨틀 내부에는 45억년 전 태양계 초기 대폭발 충돌 당시 형성된 거대한 암석 조각들이 산재해 있는 것으로 밝혀졌다.

이 발견은 화성 내부가 기존 교과서에서 그려졌던 것처럼 균질하고 층을 이룬 구조가 아니라, 마치 ‘록키 로드 브라우니’처럼 크고 작은 덩어리들이 뒤섞인 매우 이질적인 상태임을 보여준다.

NASA의 공식발표를 비롯해 Phys.org, scienmag, CGTN, eurekalert.org, TS2 Space, India Today, ScienceAlert의 보도에 따르면, 이번 연구는 NASA의 퇴역한 인사이트(InSight) 착륙선이 2018년부터 2022년까지 수집한 1319건의 화성지진 데이터를 토대로 수행됐다.

특히 명료하게 기록된 8건의 지진파는 최근 운석 충돌로 생성된 150m 크레이터 지진파도 포함됐으며, 이를 분석한 결과 맨틀 깊은 곳을 통과하는 지진파가 예상보다 지연되면서 층이 아닌 파편 형태의 분포가 확인됐다.

연구진은 이 충돌 잔해들이 최대 4km(2.5마일)에 이르는 덩어리로, 화성 초창기 마그마 바다 상태에서 충돌체와 함께 섞여 시간이 지나면서 ‘프랙탈’ 분포—큰 조각 주변에 작은 조각들이 산재한 형태—를 이루고 있다고 설명한다. 이는 마치 유리가 바닥에 떨어져 산산조각 나는 패턴과 유사하며, 파괴적인 충돌의 에너지가 행성 내부 구조를 근본적으로 뒤흔들어 놓았음을 시사한다.

이 같은 내부 구조는 지구와 극명히 대비된다. 지구는 활발한 판구조 운동과 맨틀 대류로 인해 수십억 년 동안 내부 물질이 재활용되고 고르게 섞여 왔으나, 화성은 초기부터 둔한 ‘정체 덮개(stagnant lid)’ 상태를 유지해 맨틀의 혼란스러운 조각들이 오랜 시간 그대로 보존될 수 있었다. 연구진은 이러한 느린 내부 진화 속도가 45억 년 전 충돌의 흔적을 오늘날까지 과학자들이 식별할 수 있게 했다고 보고 있다.

이번 연구 결과는 지구 외 고체 행성들—예를 들어 수성, 금성 등—의 내부 진화를 이해하는 데 중요한 단서를 제공한다. 이 행성들 역시 판구조 운동이 활발하지 않아 화성처럼 고대 충돌에 의한 내부 구조가 보존되어 있을 가능성이 높아, 행성 형성과 지질학적 진화 연구에 새로운 탐구 영역이 열렸다.

또한, 이 연구는 향후 행성 내진 연구 및 화성 탐사에서 지진 데이터를 활용한 내부 탐사 기법의 중요성을 입증하며, 화성 내부에 숨겨진 수많은 과거의 비밀을 푸는 실마리를 제공했다는 점에서 큰 의미가 있다. 인사이트 임무는 떠났지만, 그 유산인 데이터는 앞으로도 지질학 및 행성 과학계에 오랜 시간 귀중한 보물로 남을 전망이다.

이번 연구는 화성 내부를 ‘시간에 갇힌 고대 충돌’의 증거로 해석함으로써, 화성뿐 아니라 태양계 내 다른 ‘정체 덮개’ 행성들의 형성과 진화 과정 이해에 큰 기여를 할 전망이다.