서론
화성은 영화와 소설의 소재로도 많이 사용되는, 태양계 행성 중 우리의 관심을 가장 많이 끈 행성입니다. 지구에 가까이 있고 생명 존재 가능성이 제기된 적이 있어 신비감과 공포감을 동시에 불러일으킨 행성이 바로 화성입니다.
1. 화성의 대기와 기후, 그리고 극지방의 비밀
화성의 대기는 매우 희박합니다. 지표 부근의 대기압은 약 0.006기압으로, 이는 지구의 약 0.75%에 불과한 수치입니다. 이렇게 낮은 대기압은 중력이 지구보다 약하기 때문입니다. 화성 대기의 구성은 이산화탄소가 약 95%를 차지하며, 질소가 약 3%, 아르곤이 약 1.6%를 이루고 그 외에 미량의 산소와 수증기가 포함되어 있습니다. 이러한 대기 구성은 금성과 비슷하지만 대기의 밀도가 매우 낮아 금성과 같이 높은 온도를 유지하지 못합니다.
2003년 지구에서의 관측과 2004년 유럽우주기구 탐사선의 조사로 화성 대기에서 메탄이 존재한다는 사실이 알려졌습니다. 이는 매우 중요한 발견이었습니다. 왜냐하면 메탄은 화성 환경에서 금방 소멸해버리기 때문에 현재도 지속적으로 보충되고 있다는 의미이기 때문입니다. 메탄의 기원으로는 화산활동, 혜성 충돌, 미생물 활동 등이 거론되었으나 아직까지 그 근원이 확실히 밝혀지지 않았습니다. 이 때문에 화성에 생명체가 존재할 가능성은 여전히 과학자들에게 큰 관심을 불러일으키고 있습니다.
화성의 기후는 극적인 변화를 보입니다. 겨울철 극지방에서는 몇 개월 동안 해가 뜨지 않으면서 지표가 극저온 상태가 됩니다. 이때 대기 전체의 약 25%가 얼어버려 대기압이 낮아집니다. 이후 해가 다시 비추기 시작하면 얼었던 이산화탄소가 승화하면서 강한 바람이 발생합니다. 이러한 바람은 먼지폭풍을 일으켜 화성의 표면을 끊임없이 변화시키는 요인이 됩니다. 화성의 평균 표면온도는 약 -80도로 지구보다 훨씬 낮으며, 극지방의 빙관은 이러한 낮은 온도 덕분에 유지됩니다.
2. 화성의 지형과 내부 구조, 그리고 위대한 자연의 흔적
화성의 지형은 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다. 북반구는 용암이 흘러 형성된 평원으로 이루어져 있으며, 남반구는 운석 충돌로 생긴 크레이터와 고지가 많습니다. 이러한 차이 때문에 지구에서 관측할 때 화성은 밝고 어두운 두 가지 얼굴을 가지고 있습니다. 밝은 지역은 산화철이 풍부한 붉은 모래와 먼지로 덮여 있으며, 어두운 지역은 과거 바다로 오해되어 Mare라는 이름이 붙여졌습니다.
화성에는 태양계에서 가장 큰 화산인 올림푸스 산이 있습니다. 이 산은 높이가 약 25km로, 에베레스트 산의 세 배에 해당합니다. 또한 화성에는 태양계 최대의 협곡인 마리네리스 협곡이 있습니다. 이 협곡은 길이가 약 3,000km, 깊이가 8km, 폭이 500km에 달하는 거대한 구조로, 화성의 지질학적 역사를 보여주는 중요한 증거입니다. 이 밖에도 헬라스 분지 같은 대형 충돌구가 있어 화성이 수많은 천체 충돌을 겪었음을 알 수 있습니다.
화성의 반지름은 지구의 절반가량인 3,400km이며, 질량은 지구의 1/10 정도에 불과합니다. 밀도 또한 지구보다 낮아 내부에 무거운 핵이 상대적으로 작을 것으로 추정됩니다. 자기장 역시 지구의 약 1/800로 매우 약해, 현재의 화성은 태양풍에 취약한 환경을 갖추고 있습니다. 그러나 과거에는 내부가 더 활발하게 움직이며 강한 자기장을 지녔을 가능성이 크다고 연구자들은 보고 있습니다.
흥미롭게도 화성에는 두 개의 위성이 있습니다. 포보스와 데이모스는 1877년 발견된 작은 위성들로, 둘 다 자전 주기와 공전 주기가 같아 항상 화성을 향한 같은 면을 보여줍니다. 포보스는 화성의 자전 속도보다 빠르게 공전해 화성 하늘에서 서쪽에서 떠 동쪽으로 지는 모습으로 보이는 독특한 특징이 있습니다.
3. 화성 탐사와 인류의 도전, 그리고 신화적 의미
화성은 인류가 가장 많은 탐사를 진행한 행성 중 하나입니다. 마리너, 바이킹, 마스 패스파인더, 마스 오디세이, 마스 익스프레스, 스피릿과 오퍼튜니티 로버 등 수많은 탐사선이 화성으로 향했습니다. 그러나 전체 탐사선의 약 2/3는 실패로 끝났습니다. 이로 인해 화성 탐사를 ‘화성의 저주’라고 부르기도 했습니다. 하지만 성공한 미션들은 화성의 대기, 표면, 지질학, 얼음의 존재 등 많은 사실을 밝혀내며 연구에 큰 진전을 가져왔습니다.
1997년의 마스 글로벌 서베이어는 화성의 협곡과 고대 액체 흔적을 촬영했고, 2001년 마스 오디세이는 지하에 얼음이 퇴적되어 있음을 밝혔습니다. 2003년의 마스 익스프레스는 남극의 물과 이산화탄소 얼음을 확인했으며, 같은 해 스피릿과 오퍼튜니티 로버는 화성 표면을 직접 탐사하며 화성에 과거 물이 존재했음을 보여주는 증거를 수집했습니다. 이처럼 화성 탐사는 단순한 우주 탐험을 넘어 인류가 제2의 지구를 찾는 과정에서 중요한 역할을 하고 있습니다.
화성은 신화적 상징성 또한 큽니다. 화성의 이름은 로마 신화의 전쟁의 신 마르스에서 유래되었으며, 붉은 빛은 전쟁과 피를 상징했습니다. 또한 화성의 두 위성 포보스와 데이모스는 마르스의 아들로 두려움과 공포를 의미합니다. 동양에서는 화성을 형혹성이라고 불렀고, 별자리의 움직임에 따라 불길한 징조로 해석하기도 했습니다. 이처럼 화성은 과학적 탐사의 대상이자 인류 문화 속에서 전쟁과 두려움, 동시에 희망과 도전의 상징으로 자리 잡아 왔습니다.