[스페이스]타이탄·화성·지구의 공통점은?

토성의 위성인 타이탄의 모래폭풍 상상도. [사진=NASA]

[아시아경제 김종화 기자]지구와 화성, 토성의 위성인 타이탄의 공통점은 무엇일까요? 정답은 태양계 행성이나 위성 중에서 모래폭풍이 부는 유일한 3곳입니다.

지구에서는 주로 사막지역에서 강력한 모래폭풍이 발생합니다. 아랍에미레이트(UAE)의 두바이가 배경이 된 영화 '미션 임파서블4:고스트 프로토콜'에서는 사막의 거대한 모래폭풍이 도시를 집어 삼키는 장면이 등장하는데 이 영화의 백미였습니다.

지구가 아닌 다른 행성이나 위성에서도 이런 모래폭풍이 발생합니다. 태양계의 8개 행성과 그 위성 가운데 모래폭풍이 확인된 곳은 지구와 화성, 그리고 토성의 위성인 타이탄 등 3곳입니다. 태양계를 벗어난 많은 별 중에도 모래폭풍이 부는 곳이 있을지는 모르겠으나 지금 확인된 곳은 3개가 전부입니다.

가장 최근에 모래폭풍이 확인된 곳은 토성의 위성인 타이탄입니다. 미항공우주국(NASA)는 지난달 24일 "태양계에서 모래폭풍이 발견된 것은 지구와 화성에 이어 타이탄이 세번째 경우"라면서 토성의 위성인 '타이탄'의 모래폭풍 사진 자료를 국제학술지 '네이처 지오사이언스'에 공개했습니다.

지난해 9월로 스스로 토성의 대기권에 뛰어들어 임무를 마친 토성 궤도선 카시니호가 과거에 촬영한 사진을 분석한 결과 타이탄 적도 지역을 뒤덮은 거대한 모래폭풍을 확인한 것입니다. 세바스티안 로드리게즈 프랑스 파리7대학 박사의 연구팀은 지난 2009년과 2010년 NASA의 카시니호가 타이탄 북쪽 지역에서 촬영한 적외선 이미지를 분석했습니다.

연구팀은 처음에 적도 부근의 뿌연 모습이 메탄 구름이라고 생각하고 연구를 진행했는데 영상에서 뿌옇게 된 부분에 대한 추가 조사를 통해 메탄 구름이 아닌 모래폭풍임을 확인하게 됩니다. 대류 현상을 통해 메탄 구름이 만들어지면 다량의 물방울과 높은 고도에 있어야 하지만 지표면의 모래 언덕 부근에 존재하고, 얇은 층의 유기 먼지로 이뤄진 것으로 밝혀진 것이지요.

로드리게즈 박사는 "2005년 1월 호이겐스 탐사선이 타이탄 표면에 착륙했을 당시 적은 양의 유기 먼지가 관측됐는데 실제 사진 촬영을 통해 모래 폭풍을 발견한 건 이번이 처음"이라면서 "타이탄의 폭풍은 유기 먼지를 전 지역에 고르게 운반할 수 있을 정도로 강하다"고 설명했습니다.

타이탄은 그동안 연구에서 여러 면에서 지구와 비슷한 환경을 가졌다는 점이 밝혀져 생명체가 존재할 확률이 높은 곳으로 알려졌습니다. 타이탄은 지구를 제외하고 태양계에서 유일하게 대기를 가지고 있는데 대기 대부분이 질소로 구성돼 있습니다. 또 지구처럼 계절에 따라 날씨도 바뀝니다. 지구와 다른 점은 지구의 표면에는 바다와 호수가 있지만 타이탄의 표면은 물이 아닌 석유와 같은 액체 탄화수소가 존재한다는 점입니다.

모래폭풍 이전의 화성(왼쪽)과 화성 전역을 뒤덮은 모래폭풍. [사진=NASA]

강력한 모래폭풍은 지구의 이웃 행성인 화성에서도 가끔 목격됩니다. 가장 최근에 화성에서 일어난 모래폭풍은 지난 5월에 발생해 무려 4개월이나 이어졌는데 모래폭풍의 크기는 화성 면적의 25%에 해당하는 3500만㎢에 달했습니다.

화성의 모래폭풍은 계절에 상관없이 자주 발생하는데 때로는 며칠 만에 지역풍으로 휘몰아치기도 하고, 때로는 지구를 둘러쌀 수 있을 정도의 크기로 팽창하기도 합니다. 지난해 3월에도 거대한 모래폭풍이 불었습니다. NASA에 따르면 화성 북부 아시달리아 평원에서 2주 정도 모래폭풍이 불었다가 소멸됐는데 아시달리아는 영화 '마션'의 주인공 맷 데이먼이 갑작스러운 모래폭풍으로 조난 당한 지역입니다.

화성의 모래폭풍의 위력은 '더스트데블(Dust devil)'의 흔적이 잘 알려줍니다. 모래폭풍이 가라앉으면 지표면을 맹수가 발톱으로 마구 긁은 듯한 회오리바람의 흔적이 남는데 이를 데스트데블이라고 합니다. 화성 지표면의 어두운 색으로 뒤덮인 암석의 표면까지 깎아내서 암석의 밝은 색이 드러날 정도로 데스트데블의 파워가 크다는 말이지요.

데스트데블은 지표면이 태양에 달궈지면서 상층부 공기와의 온도차 때문에 발생하는 기상현상인데 지구의 회오리바람보다 규모와 위력이 강력한 것은 분명한 것 같습니다.

모래폭풍이 끝난 후 모래를 털어내고 활동을 시작하는 탐사선 큐리오시티. [사진=NASA]

화성은 지구가 식민지 건설을 목표로 하고 있는 만큼 태양계 행성에서 지구와 가장 유사한 환경을 가진 곳으로 알려져 있습니다. 화성은 1년이 687일로 지구보다 길지만 지구처럼 사계절이 있습니다. 화성 남반구에서는 봄과 여름에 지역적인 모래폭풍이 발생하는 것으로 알려져 있습니다. 이런 약간의 규칙성은 NASA가 탐사선을 화성으로 보내는 귀중한 자료가 됩니다.

모래폭풍이 발생하는 지구와 화성과 타이탄. 이 세 별은 그나마 다른 별들에 비해 엇비슷한 환경을 갖췄습니다. 화성에 대한 탐사가 끝나고 화성 개발이 본격화될 때쯤이면 타이탄에도 탐사선이 가 있을까요? 인류의 도전은 끝없이 이어져야 합니다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr