지구의 바다는 특별한 예외일까…화성·금성도 한때 물의 행성이었을 가능성

푸른 바다가 지표의 대부분을 덮고 있는 지구는 태양계에서 특별한 행성처럼 보인다. 현재 태양계의 암석형 행성 가운데 지표에 광대한 액체 상태의 바다가 존재하는 곳은 지구뿐이다. 하지만 시간을 수십억 년 전으로 돌리면 화성과 금성의 모습도 지금과는 상당히 달랐을 가능성이 있다.

과학·우주 관련 콘텐츠를 소개하는 ‘Black Hole’ X 계정은 29일 지구와 화성, 금성의 과거와 현재 모습을 비교한 이미지를 게시하며 이들 행성이 오랜 시간에 걸쳐 어떻게 변화해 왔는지를 조명했다.

게시물은 오늘날 지구를 특징짓는 바다가 반드시 지구에서만 나타난 현상은 아닐 수 있다는 점에 주목했다. 현재까지의 연구에서는 초기 화성과 금성에도 상당한 양의 액체 상태 물이 존재했을 가능성이 제기되고 있기 때문이다.

화성에서는 과거 물이 흘렀거나 고여 있었음을 보여주는 흔적들이 꾸준히 발견되고 있다. NASA의 화성 탐사 과정에서는 오래된 강과 호수의 흔적을 비롯해 물이 있는 환경에서 만들어진 광물과 퇴적 구조 등이 확인됐다. 큐리오시티 탐사에서도 과거 호수의 물결에 의해 형성된 것으로 해석되는 암석 구조가 발견됐다.

한때 화성 북반구의 넓은 지역에 바다가 존재했을 가능성도 연구되고 있다. 과거 화성이 지금보다 훨씬 많은 물을 보유했으며, 북부 저지대가 거대한 해양을 이루었을 가능성을 뒷받침하는 지질학적 증거들이 보고돼 왔다.

현재 건조하고 추운 화성의 모습만으로는 상상하기 어렵지만, 이러한 흔적들은 화성의 기후와 지표 환경이 오랜 시간에 걸쳐 크게 달라졌음을 보여준다. 과학자들은 탐사선이 보내오는 암석과 광물 자료를 통해 물이 언제, 얼마나 오래 존재했는지를 계속 추적하고 있다.

지금은 평균 지표온도가 약 460도에 이르는 뜨거운 행성인 금성도 과거에는 보다 온화했을 가능성이 있다. NASA의 기후모델 연구에서는 초기 금성에 얕은 바다가 존재하고 비교적 온화한 환경이 상당 기간 유지됐을 가능성이 제시된 바 있다.

다만 금성의 경우 고대 바다의 존재 여부를 화성만큼 직접적인 지질학적 증거로 확인하기는 어렵다. 과거 금성에 실제로 얼마나 많은 물이 있었는지, 또 액체 상태의 바다가 얼마나 오랫동안 유지됐는지를 두고는 여전히 다양한 연구와 논의가 이어지고 있다.

화성과 금성이 오늘날과 같은 모습에 이른 과정 역시 서로 달랐던 것으로 추정된다. 화성은 시간이 흐르면서 대기의 상당 부분을 잃어 춥고 건조한 환경으로 변화한 반면, 금성에서는 강력한 온실효과가 진행되면서 지표의 물이 사라지고 극도로 뜨거운 환경이 형성됐을 가능성이 제기된다.

반면 지구는 오랜 시간 액체 상태의 바다를 유지했고, 그 환경에서 생명체가 탄생하고 진화했다. 과거 화성과 금성에 물이 있었다는 가능성이 곧 생명체의 존재를 의미하는 것은 아니다. 현재까지 지구 밖에서 생명체가 존재했거나 존재한다는 사실은 확인되지 않았다.

지구와 화성, 금성은 비슷한 시기에 형성된 암석형 행성이지만 수십억 년의 시간이 흐른 지금은 전혀 다른 환경을 갖고 있다. 세 행성의 과거를 연구하는 것은 바다가 어떻게 만들어지고 사라지는지뿐 아니라 하나의 행성이 생명체가 살아갈 수 있는 환경을 얼마나 오래 유지할 수 있는지를 이해하는 중요한 단서가 되고 있다.