태양으로부터 강한 에너지를 지니고 방출되는 소립자들의 흐름인 '태양풍'이 화성을 불모지로 만든 주요 원인임을 시사하는 관측 결과가 나왔다.

미국 항공우주국(NASA)은 5일(현지시간) 워싱턴 본부에서 기자회견을 열고 화성 대기의 변화 과정을 추적하는 메이븐(MAVEN·Mars Atmosphere and Volatile Evolution) 관측으로 수집된 데이터와 연구 결과를 발표했다.

화성 표면은 수십억 년 전에는 따뜻하고 물이 있는 환경이었기 때문에 생명을 지탱할 가능성이 있는 곳이었으나, 지금은 대기가 희박한 데다가 춥고 메마른 불모의 행성이 됐다. 화성 대기는 표면의 평균 대기압이 지구의 0.6% 수준에 불과할 정도로 희박하며, 구성 성분은 이산화탄소 96.0%, 아르곤과 질소 각각 1.9%에 산소는 0.15%에 불과하다.

메이븐 관측 결과는 화성에 이런 변화가 생긴 주요 원인 중 하나가 태양풍에 의한 대기 소실이라는 점을 시사한다는 것이 과학자들의 설명이다. 태양풍은 주로 양성자와 전자 등으로 구성돼 있는데, 이런 소립자들이 시속 1백만 ㎞ 이상의 매우 빠른 속도로 태양으로부터 방출되면서 화성을 지나치게 된다. 전하를 띤 입자들이 움직이는 것이므로 태양풍은 자기장을 형성하며, 이 자기장이 다시 화성의 대기에 전기장을 형성하게 된다. 그러면 이 전기장이 대기 중의 기체 이온들을 화성의 대기 상층부로 쏘아 올리고 결국은 이 이온들이 화성의 중력을 벗어나 우주공간으로 빠져나가면서 대기가 소실되도록 한다는 것이다.

이번 관측에 따르면 화성의 대기는 이런 과정을 거쳐 지금도 1초에 100g씩 줄어드는 것으로 추정되며, 태양풍이 평소보다 강해지는 '태양 폭풍' 혹은 '우주 폭풍' 기간에는 훨씬 더 빠른 속도로 대기가 화성 밖으로 빠져나간다.

수십억 년 전 태양이 젊은 항성이었을 때는 태양풍이 더욱 강했을 것이므로 당시에는 더 빠른 속도로 화성의 대기가 줄었을 것으로 추정된다. 지구의 경우 주변에 강한 자기장이 있어 태양풍의 영향으로부터 대기층을 보호하는 역할을 한다. 화성 역시 먼 옛날 행성이 뜨겁던 시절에는 자체 자기장이 어느 정도는 보호대 역할을 했을 것으로 보이나, 지금은 금성과 마찬가지로 자체 자기장이 거의 없다. 이번 관측의 과학적 결론은 과학 학술지 '사이언스'와 '지오피지컬 리서치 레터스'에 여러 편의 논문으로 나뉘어 학계에 보고됐다.